java设计模式之结构型设计模式

结构型设计模式

适配器(Adapter)

  1. 用途:将一个类的接口转换成客户希望的另外一个接口。Adapter模式使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的类可以一起工作。

  2. 场景:

    1. 你想使用一个已经存在的类,而它的接口不符合你的需求。
    2. 你想使用一些已经存在的子类,但是不可能对每一个都进行子类化以匹配它们的接口。此时可以适配它的父类接口。
  3. 结构图:通过持有该对象的引用来适配

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  4. 已知应用

    1. JDK中InputStreamReader:StreamDecoder实现了InputStream到Reader的适配
    2. OutputStreamWriter:StreamEncoder实现了OutputStream到Writer的适配
  5. 相关模式

    1. Decorator增强了其他对象的功能而同时又不改变它的接口,因此Decorator对应用程序的透明性比适配器要好。Decorator支持递归组合,而单纯使用适配器无法实现。
    2. Proxy在不改变它的接口的条件下,为另一个对象定义了一个代理。
    3. Adapter用来帮助无关的类协同工作,通常是在系统设计完成之后才会被使用。
    4. Bridge模式则是在系统开始是就被使用,它使得抽象接口和实现部分可以独立进行改变。

桥接(Bridge)

  1. 用途:将抽象部分和它的实现部分分离,使它们可以独立地变化。

  2. 场景:

    1. 程序运行时可以选择接口的实现部分。
    2. 类的抽象和实现都应该通过生成子类的方式加以扩充
  3. 结构图:抽象类持有该接口的引用

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  4. 已知应用

    1. JDBC操作数据库
      1. 定义上层数据库操作接口Connection
      2. 定义数据库驱动接口Driver
      3. 通过DriverManager桥接Connection和Driver,
    2. 具体流程:
      1. 厂商注册驱动到DriverManager
      2. 应用程序通过DriverManager获取连接
  5. 相关模式

    1. Abstract Factory可以用来创建和配置一个特定的Bridge模式。
    2. Adapter用来帮助无关的类协同工作,通常是在系统设计完成之后才会被使用。
    3. Bridge模式则是在系统开始是就被使用,它使得抽象接口和实现部分可以独立进行改变。

装饰器模式(Decorator)

  1. 用途:动态地给一个对象添加一些额外的职责。就增加功能来说,Decorator模式比生成子类更加灵活。

  2. 场景:

    1. 在不影响其他对象的情况下,以动态、透明的方式给单个对象添加职责。
    2. 处理那些可以撤销的职责。
    3. 当不能采用生成子类的方式进行扩充时。如:会产生大量的子类造成类膨胀;类定义不能用于生成子类。
  3. 结构图

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  4. 已知应用

    1. JDK中的FilterInputStream作为InputStream(如:FileInputStream)的装饰
    2. BufferedInputStream类(继承FilterInputStream )会提供一个内部的字节数组作为输入缓存
    3. 通过DataInputStream类(继承FilterInputStream),可以用与机器无关的方式从底层数据流中读取基本Java数据类型
  5. 相关模式

    1. Adapter:Decorator模式不同于Adapter模式,因为装饰仅改变对象的职责而不改变它的接口;而适配器将给对象一个全新的接口。
    2. Strategy:用一个装饰可以改变对象的外表;而Strategy模式使得你可以改变对象的内核。这是改变对象的两种途径。当待装饰的对象比较复杂,可以考虑使用Strategy模式仅改变对象的一部分。

外观模式(Facade)

  1. 用途:为子系统中的一组接口提供一个一致的界面,Facade模式定义了一个高层接口,这个接口使得这一子系统更加容易使用。

  2. 场景:

    1. 为一个复杂子系统提供简单接口。这些简单接口满足大部分需求,当需要定制时越过Facade进行定制。
    2. 客户程序与抽象类的实现部分之间存在很大的依赖性。引入Facade将这个子系统与客户以及其他的子系统分离,可以提高子系统的独立性和可移植性。
    3. 当你需要构建一个层次结构的子系统时,使用Facade模式定义子系统中每层的入口点。如果子系统间是相互依赖的,可以让它们仅通过Facade进行通信,从而简化了它们之间的依赖关系。
  3. 结构图

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  4. 已知应用

    1. Tomcat中的Servlet中doGet,doPost方法参数:HttpServletRequest,HttpServletResponse
    2. Tomcat中传递给Servlet的真正参数是RequestFacade和ResponseFacade
    3. RequestFacade是Request的外观,ResponseFacade是Response的外观
  5. 相关模式

    1. Abstract Factory可以与Façade模式一起使用以提供一个接口,这一接口可用来以一种子系统独立的方式创建子系统对象。Abstract Factory也可以代替Façade模式隐藏那些与平台相关的类。

组合模式(Composite):

  1. 用途:将对象组合成树形结构以表示“部分-整体”的层次结构。Composite使得用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性。

  2. 场景:

    1. 你想表示对象的部分-整体层次结构。
    2. 你希望用户忽略组合对象与单个对象的不同,用户将统一地使用组合结构中的所有对象。
  3. 结构图: 是用于把一组相似的对象当作一个单一的对象

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  4. 已知应用

    1. JDK中HashMap的Node
    2. Node实现了Map.Entry接口,Node中可以添加Node
    3. 地图绘制
      1. Map包括:Line,Point,Polygon,Text
      2. 都实现了Graphic接口
      3. Map.draw会触发各个子部件的draw
  5. 相关模式

    1. Decorator模式经常与Composite模式一起使用。当装饰和组合一起使用时,它们通常有一个公共的父类。因此装饰必须支持具有add、remove和getChild操作的Component接口。
    2. Iterator可用来遍历Composite。

代理模式(Proxy)

  1. 用途:为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。

  2. 场景:

    1. 远程代理,代理远程对象的访问。
    2. 虚代理,根据需要创建开销大的对象。
    3. 保护代理,控制对原始对象的访问
  3. 结构图

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  4. 已知应用

    1. JDK中动态代理
    2. Dubbo等RPC框架
  5. 相关模式

    1. Adapter:适配器为它所适配的对象提供了一个不同的接口,代理提供了与它的实体相同的接口。然而用于访问保护的代理可能会拒绝执行实体会执行的操作。
    2. Decorator:尽管装饰的实现部分与代理相似,但装饰的目的不一样。装饰为对象添加一个或多个功能,而代理则控制对象的访问。

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