デザインパターン。デコレータ

シングルトン オブジェクトの使用法についてはすでにレビューしましたが、この戦略がデザイン パターンであり、最もよく使用される戦略の 1 つであることをまだ認識していないかもしれません。

実際には、これらのパターンは数多くあり、特定の目的に応じて分類できます。

パターンの分類

通常、パターンはそれが解決する問題によって特徴付けられます。Java を使用するときによく遭遇するいくつかのパターンを見てみましょう。

Java.io では、次のクラスがパターンを実装します。

デコレータパターン

住宅設計のモデルを説明していると想像してみましょう。

一般に、アプローチは次のようになります。

最初に、いくつかのタイプの家を選択します。最小構成は屋根付きの 1 フロアです。次に、あらゆる種類のデコレータを使用して追加のパラメータを変更します。これは当然、家の価格に影響します。

抽象 House クラスを作成します。

public abstract class House {
	String info;
 
	public String getInfo() {
    	return info;
	}
 
	public abstract int getPrice();
}
    

ここには 2 つの方法があります。

• getInfo() は、家の名前と特徴に関する情報を返します。
• getPrice() は、現在の住宅構成の価格を返します。

標準的なハウス実装 (レンガと木製) もあります。

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;
	}
}
    

どちらのクラスもHouseクラスを継承し、その Price メソッドをオーバーライドして、標準住宅のカスタム価格を設定します。コンストラクターで名前を設定します。

次に、デコレータ クラスを作成する必要があります。これらのクラスもHouseクラスを継承します。これを行うには、抽象デコレータ クラスを作成します。

ここに、オブジェクトを変更するための追加ロジックを配置します。最初は追加のロジックはなく、抽象クラスは空です。

abstract class HouseDecorator extends House {
}
    

次に、デコレータの実装を作成します。家に追加の機能を追加できるいくつかのクラスを作成します。

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";
	}
}
    

Decorator コンストラクターは、「装飾」する、つまり変更を追加する家を受け入れます。そして、 getPrice()メソッドとgetInfo()メソッドをオーバーライドして、古い家に基づいて新しく更新された家に関する情報を返します。

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";
	}
}
    

これで、デコレーターを使って家を更新できるようになりました。これを行うには、家を作成する必要があります。

House brickHouse = new BrickHouse();
    

次に、設定します。家新しいデコレータに等しい変数を我が家に渡します。

brickHouse = new SecondFloor(brickHouse); 
    

私たちの家変数は2階のある家になりました。

デコレーターを含むユースケースを見てみましょう。

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());
                    

この例は、デコレータを使用してオブジェクトをアップグレードする利点を示しています。したがって、変更しませんでした木造家オブジェクト自体は削除されますが、代わりに古いオブジェクトに基づいて新しいオブジェクトが作成されます。ここで、利点には欠点があることがわかります。毎回メモリ内に新しいオブジェクトが作成され、メモリ消費量が増加します。

このプログラムの UML 図を見てください。

デコレーターの実装は非常にシンプルで、オブジェクトを動的に変更してアップグレードします。デコレータは、現在のクラスと同じ抽象型またはインターフェイスのオブジェクトをパラメータとして受け取るコンストラクタによって認識できます。Java では、このパターンは I/O クラスで広く使用されています。

たとえば、すでに述べたように、java.io.InputStream、OutputStream、Reader、およびWriterのすべてのサブクラスには、同じクラスのオブジェクトを受け入れるコンストラクターがあります。