Java设计模式详解--装饰器设计模式（含uml图）

一，初步理解

直接举个例子：

在这个例子中，结合以上图片与uml图进行分析不难得出：

Decorator装饰器

包含滚动条与边框，是它们的父类

即滚动条与边框都为ConcreteDecorator（具体装饰器）

Component

负责将装饰器与基础组件统计起来，说明每个组件与装饰器该完成什么统一的工作

比如这里，它们都需要画出来（draw（））

所以显然，这里的文本框并不属于装饰器，而是属于（基础组件）

二，看题目

Componet是界面组件中的抽象父类，其TextBox子类是文本框组件，Table子类是表格组件。

Decorator是抽象的装饰器父类，有两个具体的装饰器：ScrollDecorator给Componet画上滚动条

（简单地在被装饰对象draw()后System.out.print(" drawScroll")即可 ）

BorderDecorator给Componet画上边框

（简单地在被装饰对象draw()后System.out.print(" drawBorder");即可 ）

解题思路：

1.分析谁是ConcreteDecorator（具体装饰器），谁是ConcreteComponent（基础组件）

2.根据ConcreteDecorator（具体装饰器）定义装饰器父类Decorator

3.根据ConcreteComponent（基础组件）与Decorator统一组件行为（这里是draw（））得到Component

于是画出类图：

代码附详细注释：

重点：

class ScrollDecorator extends Decorator{ private Component component; public ScrollDecorator(Component component){ this.component=component; } public void draw(){ component.draw(); System.out.print(" drawScroll"); } } class BorderDecorator extends Decorator{ private Component component; public BorderDecorator(Component component){ this.component=component; } public void draw(){ component.draw(); System.out.print(" drawBorder"); } }

对里面的一些代码进行说明：

装饰器的装饰：

1.对基础组件进行装饰

2.对被装饰过的组件进行继续装饰的行为（如装了滚动条还要装边框的情况）

所以有：先画出要装饰的组件情况，再加上自己装饰的内容

public void draw(){ component.draw(); System.out.print(" drawScroll"); }

其他：

/** * 抽象组件类（Component）：装饰者模式的顶层抽象 * 定义了所有具体组件（如TextBox、Table）和装饰者（Decorator）的统一接口 * 核心作用是规范组件的绘制行为，为装饰者包装组件提供统一标准 */ abstract class Component { /** * 抽象绘制方法：所有组件和装饰者都必须实现该方法，用于执行具体的绘制逻辑 */ abstract void draw(); } /** * 具体组件类：文本框（TextBox） * 继承自抽象组件Component，实现了具体的绘制逻辑，是被装饰者包装的核心对象 */ class TextBox extends Component { /** * 实现文本框的绘制逻辑 * 输出文本框绘制的标识信息 */ @Override void draw() { System.out.print("drawTextBox"); } } /** * 具体组件类：表格（Table） * 继承自抽象组件Component，实现了具体的表格绘制逻辑，是被装饰者包装的核心对象 */ class Table extends Component { /** * 实现表格的绘制逻辑 * 输出表格绘制的标识信息 */ @Override void draw() { System.out.print("drawTable"); } } /** * 抽象装饰者类（Decorator）：继承自Component，是所有具体装饰者的父类 * 核心作用是持有组件对象（被装饰者），并统一装饰者的行为规范，实现对组件的功能扩展 */ abstract class Decorator extends Component { // 持有抽象组件对象，用于包装（装饰）具体组件或其他装饰者（支持多层装饰） protected Component component; /** * 装饰者构造方法：传入需要被装饰的组件对象 * @param component 被装饰的组件（可以是具体组件，也可以是其他装饰者对象） */ public Decorator(Component component) { this.component = component; } } /** * 具体装饰者类：边框装饰者（BorderDecorator） * 继承自抽象装饰者Decorator，用于为组件添加“绘制边框”的额外功能 */ class BorderDecorator extends Decorator { /** * 构造方法：传入需要添加边框装饰的组件 * @param component 被装饰的组件（TextBox/Table或其他装饰者） */ public BorderDecorator(Component component) { super(component); // 调用父类Decorator的构造方法，初始化被装饰组件 } /** * 重写绘制方法：在原有组件绘制逻辑的基础上，添加边框绘制的功能 * 这是装饰者模式的核心：不修改原有组件逻辑，通过包装扩展功能 */ @Override void draw() { // 1. 先执行额外的装饰逻辑：绘制边框（前置扩展） System.out.print("drawBorder->"); // 2. 调用被装饰组件的draw方法，执行原有核心绘制逻辑 component.draw(); } } /** * 具体装饰者类：滚动条装饰者（ScrollDecorator） * 继承自抽象装饰者Decorator，用于为组件添加“绘制滚动条”的额外功能 */ class ScrollDecorator extends Decorator { /** * 构造方法：传入需要添加滚动条装饰的组件 * @param component 被装饰的组件（TextBox/Table或其他装饰者） */ public ScrollDecorator(Component component) { super(component); // 调用父类Decorator的构造方法，初始化被装饰组件 } /** * 重写绘制方法：在原有组件（或已装饰组件）绘制逻辑的基础上，添加滚动条绘制功能 * 支持多层装饰嵌套（如先给Table加边框，再给带边框的Table加滚动条） */ @Override void draw() { // 1. 先执行额外的装饰逻辑：绘制滚动条（前置扩展） System.out.print("drawScroll->"); // 2. 调用被装饰组件的draw方法，执行其原有逻辑（可能是核心组件逻辑或其他装饰者逻辑） component.draw(); } } /** * 主类：程序入口，用于测试装饰者模式的使用 * 演示如何通过装饰者为具体组件添加多层额外功能 */ public class Main{ /** * 主方法：程序执行入口 * @param args 命令行参数（本程序未使用） */ public static void main(String[] args){ // 1. 多层装饰：先给Table添加边框装饰，再给带边框的Table添加滚动条装饰 // 最终得到一个“带滚动条+带边框”的Table组件 Component table=new ScrollDecorator(new BorderDecorator(new Table())); // 2. 单层装饰：给TextBox添加边框装饰，得到一个“带边框”的TextBox组件 Component text=new BorderDecorator(new TextBox()); // 3. 调用装饰后的Table组件的绘制方法，会依次执行滚动条→边框→Table的绘制逻辑 table.draw(); // 换行：用于分隔两个组件的输出结果，提升可读性 System.out.println(); // 4. 调用装饰后的TextBox组件的绘制方法，会依次执行边框→TextBox的绘制逻辑 text.draw(); } }

测试：

/** * 主类：程序入口，用于测试装饰者模式的使用 * 演示如何通过装饰者为具体组件添加多层额外功能 */ public class Main{ /** * 主方法：程序执行入口 * @param args 命令行参数（本程序未使用） */ public static void main(String[] args){ // 1. 多层装饰：先给Table添加边框装饰，再给带边框的Table添加滚动条装饰 // 最终得到一个“带滚动条+带边框”的Table组件 Component table=new ScrollDecorator(new BorderDecorator(new Table())); // 2. 单层装饰：给TextBox添加边框装饰，得到一个“带边框”的TextBox组件 Component text=new BorderDecorator(new TextBox()); // 3. 调用装饰后的Table组件的绘制方法，会依次执行滚动条→边框→Table的绘制逻辑 table.draw(); // 换行：用于分隔两个组件的输出结果，提升可读性 System.out.println(); // 4. 调用装饰后的TextBox组件的绘制方法，会依次执行边框→TextBox的绘制逻辑 text.draw(); } }

三，练习

Java IO 流的设计使用了装饰器设计模式，例如字符流输入流抽象类Reader 中有方法 public abstract int read() 读取一个字符 ； StringRead是具体的字符输入流，实现read()方法，从字符串中读取一个字符。FilterReader是抽象的装饰器类。请从FilterReader 类继承实现 LowerCaseStringReader ，把输入字符流中大写字母都转换为小写。

只需要 补充完成 LowerCaseStringReader 类，且仅需提交 LowerCaseStringReader 类即可

题目给出：

class LowerCaseStringReader extends FilterReader { Reader in; protected LowerCaseStringReader(Reader in) { super(in); this.in=in; } @Override public int read() throws IOException { /* 请补充代码 */ } } public class Main{ public static void main(String[] args) throws IOException { LowerCaseStringReader r=new LowerCaseStringReader(new StringReader("Design Pattern")); int c; while( (c=r.read())>0){ System.out.print((char)c); } } }

需要的题目代码如下

public int read() throws IOException { // 1. 先调用被装饰对象（in，本质是StringReader）的read()方法，获取原始字符 int originalChar = in.read(); // 2. 判断字符是否有效（Reader的read()方法返回-1表示读取到流末尾） if (originalChar == -1) { return -1; // 到达流末尾，直接返回-1 } // 3. 将原始字符转为char类型，判断是否为大写字母 char ch = (char) originalChar; if (ch >= 'A' && ch <= 'Z') { // 大写字母转为小写：ASCII码中，大写字母+32对应小写字母 return Character.toLowerCase(ch); // 等价于：return (char) (ch + 32); } // 4. 非大写字母，直接返回原始字符 return originalChar; }

四，总结

装饰器模式（Decorator Pattern）允许向一个现有的对象添加新的功能，同时又不改变其结构。这种类型的设计模式属于结构型模式，它是作为现有的类的一个包装。

装饰器模式通过将对象包装在装饰器类中，以便动态地修改其行为。

这种模式创建了一个装饰类，用来包装原有的类，并在保持类方法签名完整性的前提下，提供了额外的功能。

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