Java IO设计模式（装饰模式与适配器模式）

01. 装饰模式

1. 定义

Decorator装饰器，就是动态地给一个对象添加一些额外的职责，动态扩展，和下面继承（静态扩展）的比较。所以，装饰器模式具备以下的特征：

1. 它必须持有一个被装饰的对象（做为成员变量）。
2. 它必须拥有与被装饰对象相同的接口（多态调用、扩展须要）。
3. 它能够给被装饰对象添加额外的功能。

总结：保持接口，动态加强性能。

装饰器经过包装一个装饰对象来扩展其功能，而又不改变其接口，这其实是基于对象的适配器模式的一种变种。与对象的适配器模式异同：

1. 相同点：都拥有一个目标对象。
2. 不一样点：适配器模式须要实现旧接口，而装饰器模式必须实现相同接口。

适配器模式是在适配器中，重写旧接口的方法来调用新接口方法，来实现旧接口不改变，同时使用新接口的目的。新接口适配旧接口。

而装饰模式，是装饰器和旧接口实现相同的接口，在调用新接口的方法中，会调用旧接口的方法，并对其进行扩展。

2. 由来（为何不是继承）

功能的拓展，一般可使用继承的方式解决。但这样实现的话，每一种组合都须要一个类，大量重复性内容，类数目“爆炸”；另外，这些拓展的功能必需要是能够预见，编译时就肯定了，静态的扩展。

一个例子大概说：Beverage是一个抽象类，它被全部在一个咖啡店里卖的饮料继承。Beverage有个抽象方法cost，全部的子类都要实现这个抽象方法，计算它们的价格。如今有四个最基本的咖啡：HouseBlend,DarkRoast,Decaf,Espresso他们都继承自Beverage，如今的需求是说在四个最基本的咖啡里，每一个均可以随便地添加调味品，像steamed milk,soy,还有mocha最后是加上whipped milk。若是是说按继承来实现这种几个调味品跟原来咖啡的组合的话，咱们会很天然地设计来下面的类图来：

若是是按装饰模式的设计思路咱们能够得出下面的设计类图：

装饰模式是怎么达到不只类的数目大减小了，性能的重复也能够减至到最少。

3. 典型结构图

一句话解释：装饰者和被装饰者须要继承同一个接口或者是抽象类，被装饰者做为装饰者的一个变量。程序中原来调用被装饰者某方法func1的地方改为调用装饰者相同的那个方法func1，而且装饰者的该方法func1上添加了一些额外的功能，在方法func1中再调用被装饰着的方法func1。
这就是动态的扩展。

02. 适配器模式

目的：将一个类的接口转换成客户指望的另外一个接口，让本来不兼容的接口能够合做无间。

1. 特色

1. 适配器对象实现原有接口
2. 适配器对象组合一个实现新接口的对象（这个对象也能够不实现一个接口，只是一个单纯的对象）
3. 对适配器原有接口方法的调用被委托给新接口的实例的特定方法(重写旧接口方法来调用新接口功能。)

2.例子

我国国标充电器三孔，德国得标充电器两孔。现去德国旅行。如何将咱们的三孔充电器插入两孔。这就须要适配器。

类图：

DBSocketInterface：德标接口
DBSocket：德国插座（实现DBSocketInterface，提供两孔充电方法）
Hotel ： 拥有得标接口。
GBSocketInterface ：国标接口
GBSocket ： 中国插座（实现GBSocketInterface，提供三孔充电方法）

适配器实现：

public class SocketAdapter    
    implements DBSocketInterface{   //实现旧接口  

    //组合新接口  
    private GBSocketInterface gbSocket;  
      
    /** 
     * 在建立适配器对象时，必须传入一个新街口的实现类 
     */  
    public SocketAdapter(GBSocketInterface gbSocket) {  
        this.gbSocket = gbSocket;  
    }  
      
    /** 
     * 将对就接口的调用适配到新接口 
     */  
    @Override  
    public void powerWithTwoRound() {  
        gbSocket.powerWithThreeFlat();  
    }  

}

在适配器中，继承了旧接口，组合了新接口。在重写旧接口方法的时候，调用了新接口的功能。

hotel.setSocket(socketAdapter);  
 hotel.charge();

在hotel的charge()方法中，调用的是DBSocketInterface 实现子类的两孔充电方法。而这个实现子类，就是适配器类，重写的调用三孔充电的方法。

这也是适配器模式魅力：

不改变原有接口（德标），却还能使用新接口的功能（国标）。

适配器详情和实际使用例子参考《http://blog.csdn.net/zhangjg_blog/article/details/18735243》

03. Java IO 设计模式

1. I/O库对称性

1. 输入-输出对称：好比InputStream和OutputStream对Byte字节流的输入和输；而Reader和Writer各自占据Char字符流的输入和输出。
2. byte-char对称：InputStream和Reader的子类分别负责byte和字符流的输入；OutputStream和Writer的子类分别负责byte和字符流的输出。

2.两个设计模式

1. 装饰模式：在由InputStream、OutputStream、Reader和Writer表明的等级结构内部，有一些流处理器能够对另外一些流处理器起到装饰做用，造成新的、具备改善了的功能的流处理器。
2. 适配器模式：在由InputStream、OutputStream、Reader和Writer表明的等级结构内部，有一些流处理器是对其余类型的流处理器的适配。这就是适配器的应用。

3.装饰模式的应用

因为java I/O库须要不少性能的各类组合，若是这些性能都是用继承来实现，那么每一种组合都须要一个类，大量重复类。

首先，须要理解java I/O库是由一些原始流处理器和围绕它的装饰流处理器（装饰器，动态扩展原始类性能）所组成的。

这里以InputStream为例，并附上结构图。

这些流类分红两种，即原始流类（Original Stream）和连接流处理器（Wrapper Stream）。

原始流处理器

原始流处理器接收一个Byte数组对象，String对象，FileDiscriptor对象或者不一样类型的流源对象，原始流处理器包括如下四种：

1. ByteArrayInputStream：接收一个Byte数组做为流的源。
2. FileInputStream:创建一个与文件有关的输入流。接收一个File对象做为流的源。
3. PipedInputStream：能够与PipedOutputStream配合使用，用于读入一个数据管道的数据，接收一个PipedOutputStream做为源。
4. StringBufferInputStream：将一个字符串缓冲区转换为一个输入流。(废弃)

连接流处理器

所谓连接流处理器，就是能够接收另外一个流对象做为源，并对之进行功能扩展的类。InputStream类型的连接处理接收另外一个InputStream对象做为流源。

以FilterInputStream过滤输入流的子类为例。它将另外一个输入流做为流源。这个类的子类包括如下几种：

1. BufferedInputStream：用来从硬盘将数据读入到一个内存缓冲区中，并从缓冲区提供数据。
2. DataInputStream：提供基于多字节的读取方法，能够读取原始类型的数据。
3. LineNumberInputStream：提供带有行计数功能的过滤输入流。
4. PushbackInputStream：提供特殊的功能，能够将已经读取的字节“推回”到输入流中。

原始流，就是装模式中具体构件角色（被装饰者），连接流，就是装饰模式中的装饰角色。

抽象结构图

一句话总结：连接流处理器，接收原始流处理器并将其做为成员变量引用，都继承了相同的抽象类InputStream。他们在内部工做方法中作了相应改变，在连接流的相同方法中扩展原始流中的方法，这种变化就是装饰模式的目的。

4.适配器模式的应用

StringBufferInputStream是一个适配器类，其继承了InputStream类型，同时持有一个对String类型的引用。这是将处理String对象的新接口适配成InputStream的旧接口的适配器模式。

其他OutputStream、Reader和Writer的装饰模式和适配器模式 参考《http://www.cnblogs.com/wxgblogs/p/5649933.html》 和《http://www.cnblogs.com/heartstage/p/3391070.html》