Шаблони за проектиране. Декоратор

Вече прегледахме използването на единичен обект, но може би все още не осъзнавате, че тази стратегия е модел на проектиране и един от най-използваните в това отношение.

Всъщност има много от тези модели и те могат да бъдат класифицирани според специфичното им преднаmeaning.

Класификация на моделите

Обикновено моделът се характеризира с проблема, който решава. Нека да разгледаме няколко модела, които най-често срещаме, когато работим с Java:

В Java.io следните класове имплементират шаблони:

Модел на декоратор

Нека си представим, че описваме модел за домашен дизайн.

Най-общо подходът изглежда така:

Първоначално имаме избор от няколко вида къщи. Минималната конфигурация е един етаж с покрив. След това използваме всяHowви декоратори, за да променим допълнителни параметри, което естествено се отразява на цената на къщата.

Създаваме абстрактен клас House:

public abstract class House {
	String info;

	public String getInfo() {
    	return info;
	}

	public abstract int getPrice();
}

Тук имаме 2 метода:

• getInfo() връща информация за името и характеристиките на нашата къща;
• getPrice() връща цената на текущата конфигурация на къщата.

Разполагаме и със стандартни изпълнения на къщи — тухлени и дървени:

public class BrickHouse extends House {

	public BrickHouse() {
    	info = "Brick House";
	}

	@Override
	public int getPrice() {
    	return 20_000;
	}
}

public class WoodenHouse extends House {

	public WoodenHouse() {
    	info = "Wooden House";
	}

	@Override
	public int getPrice() {
    	return 25_000;
	}
}

И двата класа наследяват класа Къща и отменят метода на цената му, задавайки персонализирана цена за стандартна къща. Задаваме името в конструктора.

След това трябва да напишем класове за декоратори. Тези класове също ще наследят класа House . За да направим това, създаваме абстрактен клас декоратор.

Това е мястото, където ще поставим допълнителна логика за промяна на обект. Първоначално няма да има допълнителна логика и абстрактният клас ще бъде празен.

abstract class HouseDecorator extends House {
}

След това създаваме реализации на декоратор. Ще създадем няколко класа, които ни позволяват да добавим допълнителни функции към къщата:

public class SecondFloor extends HouseDecorator {
	House house;

	public SecondFloor(House house) {
    	this.house = house;
	}

	@Override
	public int getPrice() {
    	return house.getPrice() + 20_000;
	}

	@Override
	public String getInfo() {
    	return house.getInfo() + " + second floor";
	}
}

Конструкторът на декоратора приема къща, която ще "украсим", т.е. ще добавим модификации. И ние отменяме методите getPrice() и getInfo() , връщайки информация за новата актуализирана къща въз основа на старата.

public class Garage extends HouseDecorator {

	House house;
	public Garage(House house) {
    	this.house = house;
	}

	@Override
	public int getPrice() {
    	return house.getPrice() + 5_000;
	}

	@Override
	public String getInfo() {
    	return house.getInfo() + " + garage";
	}
}

Сега можем да актуализираме къщата си с декоратори. За да направим това, трябва да създадем къща:

House brickHouse = new BrickHouse();

След това задаваме нашитекъщапроменлива, равна на нов декоратор, преминаващ в нашата къща:

brickHouse = new SecondFloor(brickHouse);

Нашитекъщапроменлива сега е къща с втори етаж.

Нека да разгледаме случаите на употреба, включващи декоратори:

House brickHouse = new BrickHouse();

  System.out.println(brickHouse.getInfo());
  System.out.println(brickHouse.getPrice());

House brickHouse = new BrickHouse();

  brickHouse = new SecondFloor(brickHouse);

  System.out.println(brickHouse.getInfo());
  System.out.println(brickHouse.getPrice());

House brickHouse = new BrickHouse();


  brickHouse = new SecondFloor(brickHouse);
  brickHouse = new Garage(brickHouse);

  System.out.println(brickHouse.getInfo());
  System.out.println(brickHouse.getPrice());

House woodenHouse = new SecondFloor(new Garage(new WoodenHouse()));

  System.out.println(woodenHouse.getInfo());
  System.out.println(woodenHouse.getPrice());

House woodenHouse = new WoodenHouse();

  House woodenHouseWithGarage = new Garage(woodenHouse);

  System.out.println(woodenHouse.getInfo());
  System.out.println(woodenHouse.getPrice());

  System.out.println(woodenHouseWithGarage.getInfo());
  System.out.println(woodenHouseWithGarage.getPrice());

Този пример илюстрира ползата от надграждане на обект с декоратор. Така че не променихмедървена къщасамия обект, но instead of това създаде нов обект на базата на стария. Тук можем да видим, че предимствата идват с недостатъци: всеки път създаваме нов обект в паметта, увеличавайки потреблението на памет.

Вижте тази UML диаграма на нашата програма:

Декораторът има супер проста реализация и динамично променя обектите, като ги надгражда. Декораторите могат да бъдат разпознати от техните конструктори, които приемат като параметри обекти от същия абстрактен тип or интерфейс като текущия клас. В Java този модел се използва широко в I/O класове.

Например, Howто вече отбелязахме, всички подкласове на java.io.InputStream , OutputStream , Reader и Writer имат конструктор, който приема обекти от същите класове.