設計模式學習（三）——裝飾器模式

前言

距離上一次正兒八經地寫隨筆已經有一段時間了，雖然2月10號有一篇關于泛型的小記，但是其實只是簡單地將自己的學習代碼貼上來，為了方便后續使用時查閱，并沒有多少文字和理解感悟。之所以在今天覺得有必要寫點東西，主要是因為對自己這一周的狀態不滿意。表面上看，周一到周三都是加班到比較晚，周一回到家快10點了，還看了會書到12點半，但是實際上，我知道，自己的精神狀態出現了松懈，心態上有點浮躁，態度的問題是不能容忍的。因此決定在今天寫點東西，希望讓自己能靜下來，重新出發。

一、OOP（Object Oriented Programming）中的裝飾器模式

在《HeadFirst設計模式》中，作者給出的定義是：裝飾者模式動態地將責任附加到對象上，若要擴展功能，裝飾者提供了比繼承更有彈性的替代方案。

其實從字面上，這個定義并不是那么容易理解。我自己總結了下OOP中的裝飾器模式特點：

1. 裝飾者與被裝飾者會繼承相同的父類。

2. 裝飾者會有一個私有變量持有被裝飾者的引用。

3. 裝飾者將自己的屬性附加到到被裝飾者上。

為了學以致用，我想用生活中的例子來描述裝飾者模式的使用姿勢。

場景：最近我廠由于業務擴展，有大批職位需要招聘，而各個職位對求職者的要求參差不齊，其中有一部分崗位對人才的要求非常相近但是又不完全相同，這邊提取出一些出現頻率比較高的要求：計算機專業，熟悉Java，熟悉JVM，測試分析能力，自動化測試能力。

下面就是使用裝飾者模式實現的代碼：

Job（被裝飾者）基類：

public abstract class Job {private String title="unknown";public String getTitle(){return title;};public void setTitle(String title){this.title = title;}public abstract String getJobDescription();
}

JobRequirement（裝飾者）基類：

public abstract class JobRequirement extends Job {    //重寫getDescription方法public abstract String getJobDescription();
}

SoftwareDeveloper（職位1）：

public class SoftwareDeveloper extends Job{public SoftwareDeveloper(){this.setTitle("Software Developer");}@Overridepublic String getJobDescription() {return "familiar with Java";}
}

SoftwareTester（職位2）

public class SoftwareTester extends Job{public SoftwareTester() {this.setTitle("Software Tester");}@Overridepublic String getJobDescription() {return "familiar with test-analysis";}
}

AutotestRequirement（自動化測試要求）：

public class AutotestRequirement extends JobRequirement{Job job;public AutotestRequirement(Job job){this.job=job;}@Overridepublic String getTitle() {return job.getTitle();}@Overridepublic String getJobDescription() {return job.getJobDescription() + "; " + "familiar with autotest";}
}

JVMRequiremement（JVM要求）：

public class JVMRequirement extends JobRequirement {Job job;public JVMRequirement(Job job) {this.job = job;}@Overridepublic String getTitle() {return job.getTitle();}@Overridepublic String getJobDescription() {return job.getJobDescription() + "; " + "familiar with JVM";}    
}

MajorRequirement（專業要求）:

public class MajorRequirement extends JobRequirement {Job job;public MajorRequirement(Job job) {this.job = job;}@Overridepublic String getTitle() {return job.getTitle();}@Overridepublic String getJobDescription() {return job.getJobDescription() + "; " + "major in Computer Science";}
}

執行Main類：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        //develop 
        Job developer = new SoftwareDeveloper();
        developer = new MajorRequirement(developer);
        developer = new JVMRequirement(developer);
        System.out.println("Title: " + developer.getTitle());
        System.out.println("JD: " + developer.getJobDescription());
        //tester
        Job tester = new SoftwareTester();
        tester = new AutotestRequirement(new MajorRequirement(tester));
        System.out.println("Title: " + tester.getTitle());
        System.out.println("JD: " + tester.getJobDescription());
    }
}

執行結果：

Title: Software Developer
JD: familiar with Java; major in Computer Science; familiar with JVM
Title: Software Tester
JD: familiar with test-analysis; major in Computer Science; familiar with autotest

可以看到，使用裝飾者的代碼非常簡潔，SoftwareDeveloper本是一個普通的開發崗位，你可以通過加不同的裝飾器給這個崗位增加特殊的要求。當有新的職位要求要加入時，只要創建新的requirement類來裝飾即可。

二、Python中的裝飾器

上一節介紹了OOP中的裝飾器設計模式的思想和用法，下面簡單談談Python中的裝飾器。關于Python中的裝飾器使用，這里不細講，有興趣可以直接查詢廖雪峰的Python教程：《裝飾器-廖雪峰的官方網站》。這里主要談談兩者的區別：

1. Python中的裝飾器實際上是基于函數的裝飾，而面向對象的裝飾器思想是基于類的裝飾。

Python中的裝飾器，實際上是通過語法實現基于函數的裝飾，增強原有函數的功能。它通過將一些公有操作（比如：日志打印，校驗網站session中是否已存在登錄信息等）抽取出來，在各個需要這些公有操作的函數上方通過增加“@裝飾器名”的方式來增強函數的功能。缺點是：當一個方法加上裝飾器后，不能再調用原來的方法。

面向對象中的裝飾器，是基于類的裝飾。裝飾者與被裝飾者繼承相同的父類，準確地應該說是有相同的“祖先”。它通過一系列的封裝，使得更多的類的方法可以被復用。缺點：可能會有大量的類，造成API調用時的困擾。

2. 裝飾器模式是一種設計思想，Python也是一種面向對象的語言，當然也可以使用面向對象的方式來實現裝飾器模式。

三、Java I/O中的裝飾者模式應用

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上圖是簡單的InputStream類圖（有些類沒有完全列出），可以看到InputSream是一個父類，下面有4個子類，其中FileInputStream、StringBufferInputStream、ByteArrayInputStream都是被裝飾者，是可以被裝飾者包裝起來的具體組件；FilterInputSream是一個抽象裝飾者，下面有4個具體的裝飾者類：PushbackInputStream、BufferedInputStream、DataInputStream、LineNumberInputStream。

這樣一看，Java I/O的結構關系似乎就明了了許多，但是其中具體的細節，還是必須要抽時間系統地學習一番。

四、寫在最后

其實對我來說，第一季度已經過去了70%，后續還有非常繁忙地迭代測試任務，沒有多少時間可以用來完成自己第一季度的計劃。在這個時間點，我更應該做的是去學習自己計劃中的任務（YARN）。只是發現最近這周自己的思想狀態不是很好，心態上似乎也有點浮躁，所以抽時間來寫點東西，讓自己的心靜一靜。另一方面也想將自己看過的東西實踐并記錄下來，可以方便后續使用時查閱。希望通過這篇隨筆提醒自己，珍惜時間，不忘初心，方得始終。