掌握了设计模式之道后,我们将以全新的方法来理解设计模式,这个方法更简单、更直观,不信?看几个样例就知道了
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DECORATOR模式(以设计模式之道来理解)
【业务】
假设你进入了一个信息安全管理非常严格的公司,这家公司不允许员工自行打印文档,所有的文档打印都需要交给文档打印系统统一管理。文档打印系统会记录每次打印的时间、内容、打印人员。。。。。。等等,以便后续出现问题的时候进行追查。
由于公司有很多的部门,每个部门的安全要求并不完全一样,同时每个部门关于文档打印也有自己的一些规定。
我们的任务就是要开发一套能够支持整个公司文档打印需求的系统。
【发现变化】
文档打印系统面对的变化主要体现在:文档打印要求是变化的,不同的部门有不同的要求,同一个部门也可能修改自己的打印需求。
例如:
A部门是一个战略规划的部门,里面的资料都非常重要,打印的时候需要在页眉位置打印“绝密”,在页脚的位置打印“密级申明”,同时要加上“绝密文档”的水印;
B部门是内部培训部门,打印培训材料的时候需要在页眉位置打印“内部公开”,但不需要密级申明,同时加上“培训资料”的水印
C部门是对外宣传部门,打印宣传材料的时候只需要加上“公司logo”的水印;
【传统方法】
传统方法使用类继承来封装打印请求,为每个部门创建一个打印的子类。详细示例代码如下:
PrintTask.java -- 文档打印系统开发小组负责维护
package com.oo.designpattern.decorator; /** * 打印任务类 * */ abstract public class PrintTask { abstract public void print(String text); }
SecretPrint.java -- 文档打印系统开发小组负责维护:
package com.oo.designpattern.decorator; /** * 绝密文档的打印 * */ public class SecretPrint extends PrintTask{ @Override public void print(String text) { Printer.printHeader("绝密"); Printer.printText(text); Printer.printFooter("本文包含绝密信息,请勿泄露!"); Printer.printTextWaterMark("绝密文档"); } }
InternalPrint.java -- 文档打印系统开发小组负责维护:
package com.oo.designpattern.decorator; /** * 内部公开的文档打印 * */ public class InternalPrint extends PrintTask { @Override public void print(String text) { Printer.printHeader("内部公开"); Printer.printText(text); Printer.printTextWaterMark("培训资料"); } }
PublicPrint.java -- 文档打印系统开发小组负责维护:
package com.oo.designpattern.decorator; import java.awt.Image; /** * 对外宣传的文档打印 * */ public class PublicPrint extends PrintTask { private Image _logo; @Override public void print(String text) { Printer.printText(text); Printer.printImgWaterMark(_logo); } }
文档打印系统实现如下:
PrintServer -- 文档打印系统开发小组负责维护
package com.oo.designpattern.decorator; /** * 文档打印系统 * */ public class PrintServer { /** * 执行打印任务 * @param task * @param text */ public static void executePrintTask(PrintTask task, String text){ log(); task.print(text); audit(); } /** * 记录日志 */ private static void log(){ //省略具体实现代码 } /** * 记录审计相关信息 */ private static void audit(){ //省略具体实现代码 } }
定义好不同的打印任务后,每个部门根据自己的需要,选择不同的任务发给文档打印系统。
例如,A部门的打印处理如下:
SecretDepartment.java -- A部门负责维护
package com.oo.designpattern.decorator; /** * A部门的打印处理 * */ public class SecretDepartment { public void print(String text){ PrintTask task = new SecretPrint(); //PrintServer即“文档打印系统” PrintServer.executePrintTask(task, text); } }
传统方法使用类继承来封装变化的打印需求,当面对变化时,存在如下问题:
1)新增部门的时候,需要文档打印系统提供一个新的打印任务类,将导致出现大量的***Print类;
例如:新建了一个D部门,D部门只需要打印纯文本即可,那么已有的SecretPrint、InternalPrint、PublicPrint类都无法满足需求,必须新增一个PurePrint的类;
2)某个部门的打印需求变更的时候,需要改变已有的***Print类;
例如:C部门希望在对外宣传材料的页眉上打印公司名称,则需要修改PublicPrint类。
【设计模式方法】
设计模式封装变化的方法就是Decorator模式。Decorator模式定义如下:
“动态的给一个对象添加一些额外的职责”
《设计模式》一书中关于Decorator模式的描述并不很直观,我理解Decorator模式为“通过聚合的方式将动态变化的职责组合起来”。
我们详细看看Decorator模式是如何封装变化的。
首先,将变化的职责封装为独立的类。传统方式实现中,不同的职责是对应不同的函数调用,而设计模式中,不同的职责是不同的类;
其次,通过聚合将变化的职责组合起来。传统方式中,不同职责的组合是通过在一个函数中写多行代码来体现的,而设计模式中,通过对象的聚合将不同职责组合起来。
【Decorator模式结构】
Component:定义一个对象接口(对应结构图中的operation函数),可以给这些对象动态添加职责
ConcreteComponent:定义一个对象,这个对象是实际的Component,将被Decorator修饰
Decorator:定义修饰对象的接口,Decorator实现的关键在于聚合了一个Component对象
ConcreteDecorator:具体的修饰对象
【代码实现】
使用Decorator设计模式实现的文档打印系统代码如下:
*********************类设计*****************************
PrintComponent.java -- 文档打印系统开发小组负责维护
package com.oo.designpattern.decorator2; /** * 打印组件的父类 * */ abstract public class PrintComponent { abstract public void print(); }
PrintDecorator.java -- 文档打印系统开发小组负责维护
package com.oo.designpattern.decorator2; /** * 修饰的打印任务,对应Decorator模式中的Decorator * Decorator可以聚合ConcreteComponent或者其他Decorator * 这样可以使得打印任务能够嵌套执行下去,直到最后完成所有打印任务 * */ public abstract class PrintDecorator extends PrintComponent { abstract public void print(); }
TextComponent.java -- 文档打印系统开发小组负责维护
package com.oo.designpattern.decorator2; import com.oo.designpattern.decorator.Printer; /** * 文本打印,对应Decorator模式中的ConcreteComponent * 打印任务到ConcreteComponent就算真正完成了 * */ public class TextComponent extends PrintComponent { private String _text; TextComponent(String text){ this._text = text; } @Override public void print() { Printer.printText(this._text); } }
HeaderDecorator.java -- 文档打印系统开发小组负责维护
package com.oo.designpattern.decorator2; import com.oo.designpattern.decorator.Printer; /** * 页眉打印 * */ public class HeaderDecorator extends PrintDecorator { private PrintComponent _comp; //被修饰的打印组件 private String _text; //需要打印的页眉内容 /** * 初始化的时候,必须包含其它打印组件comp,这是实现Decorator模式的前提 * 同时也需要指定当前组件所需的参数,不能在print函数的参数中指定, * 因为每个Decorator所需的参数是不一样的 * @param comp * @param text */ HeaderDecorator(PrintComponent comp, String text) { this._comp = comp; this._text = text; } /** * 打印 */ @Override public void print() { //打印的时候将当前Decorator和被修饰的Component分开,这是Decorator模式的关键 Printer.printHeader(_text); //打印页眉 //_comp本身如果是Decorator,就会嵌套打印下去 //_comp本身如果不是Decorator,而是ConcreteComponent,则打印任务到此结束 _comp.print(); } }
FooterDecorator.java
package com.oo.designpattern.decorator2; import com.oo.designpattern.decorator.Printer; /** * 页脚打印,和页眉打印类似,此处省略相同的注释代码 * */ public class FooterDecorator extends PrintDecorator { private PrintComponent _comp; private String _text; FooterDecorator(PrintComponent comp, String text) { this._comp = comp; this._text = text; } /** * 打印 */ @Override public void print() { Printer.printFooter(_text); //打印页脚 _comp.print(); } }
TextWatermarkDecorator.java
package com.oo.designpattern.decorator2; import com.oo.designpattern.decorator.Printer; /** * 文本水印打印,和页眉打印类似,此处省略相同的注释代码 * */ public class TextWatermarkDecorator extends PrintDecorator{ private PrintComponent _comp; private String _text; TextWatermarkDecorator(PrintComponent comp, String text) { this._comp = comp; this._text = text; } /** * 打印 */ @Override public void print() { Printer.printTextWaterMark(_text); //打印文本水印 _comp.print(); } }
ImgWatermarkDecorator.java
package com.oo.designpattern.decorator2; import java.awt.Image; import com.oo.designpattern.decorator.Printer; /** * 图片水印打印,和页眉打印类似,此处省略相同的注释代码 * */ public class ImgWatermarkDecorator extends PrintDecorator { private PrintComponent _comp; private static Image _logo; //图片水印只能是公司logo ImgWatermarkDecorator(PrintComponent comp) { this._comp = comp; } /** * 打印 */ @Override public void print() { Printer.printImgWaterMark(ImgWatermarkDecorator._logo); //打印图片水印 _comp.print(); } }
PrintServer.java
package com.oo.designpattern.decorator2; public class PrintServer { /** * 执行打印任务 * @param comp */ public static void executePrintTask(PrintComponent comp){ log(); comp.print(); audit(); } /** * 记录日志 */ private static void log(){ //省略具体实现代码 } /** * 记录审计相关信息 */ private static void audit(){ //省略具体实现代码 } }
*********************类使用*****************************
A部门的打印处理如下(如下代码请仔细阅读,特别是注释部分):
SecretDepartment.java -- A部门负责维护
package com.oo.designpattern.decorator2; /** * A部门的打印处理,注意与传统方法中的SecretDepartment类对比 * */ public class SecretDepartment { /** * 打印任务1,对应传统方式的SecretePrint类 * @param text */ public void print(String text){ /** * 使用Decorator设计模式后,打印任务不再是一个单独的类SecretPrint类, * 而是通过将多个打印项目聚合成一个打印任务 */ PrintComponent textComp = new TextComponent(text); //注意header聚合了textComp PrintDecorator header = new HeaderDecorator(textComp, "绝密"); //注意footer聚合了header,而不是textComp,这样就能够嵌套执行下去 PrintDecorator footer = new FooterDecorator(header, "本文包含绝密信息,请勿泄露!"); //注意watermark聚合了footer,而不是textComp,这样就能够嵌套执行下去 PrintDecorator watermark = new TextWatermarkDecorator(footer, "绝密文档"); //PrintServer即“文档打印系统”,与传统的PrintServer相比,这里不需要知道打印的text内容 //text内容已经封装到TextComponent中去了(对应代码行14行) PrintServer.executePrintTask(watermark); //注意这里传递给打印系统的是最后一个Decorator对象watermark } /** * A部门的第二个打印任务,将文本水印改为图片水印,并且不再打印页脚 * @param text */ public void print2(String text){ /** * 新增打印任务,无需文档管理系统增加新的类,只要A部门自己修改代码即可 */ PrintComponent textComp = new TextComponent(text); //注意header聚合了textComp PrintDecorator header = new HeaderDecorator(textComp, "绝密"); //注意watermark聚合了header,而不是textComp,这样就能够嵌套执行下去 PrintDecorator watermark = new ImgWatermarkDecorator(header); PrintServer.executePrintTask(watermark); } }
可以看到,使用了设计模式的方法后,打印业务的变化,可以通过类似数学上的排列组合已有的打印功能来完成,而不再需要新的打印类了。
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