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

   

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

   

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

   

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

   

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

   

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

   

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。