设计模式之结构型模式
设计模式可分为三种:创建型模式、结构型模式和行为型模式
- 结构型模式是什么?
是从程序的结构上实现松耦合,从而可以扩大整体的类结构,用来解决更大的问题。
- 结构型模式又有:适配器模式、代理模式、桥接模式、组合模式、装饰模式、外观模式和享元模式
适配器模式
• 什么是适配器模式?
– 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那些类可以在一起工作。
• 模式中的角色
– 目标接口(Target):客户所期待的接口。目标可以是具体的或抽象的类,也可以是接口。
– 需要适配的类(Adaptee):需要适配的类或适配者类。
– 适配器(Adapter):通过包装一个需要适配的对象,把原接口转换成目标接口。
出现这种情况:
适配器解决方案:
像我们学过的IO流就是适配器模式,适配器也通常用来旧系统改造和升级
代理模式
核心作用:通过代理,控制对对象的访问
核心角色:
• 抽象角色
– 定义代理角色和真实角色的公共对外方法
• 真实角色
– 实现抽象角色,定义真实角色所要实现的业务逻辑,供代理角色调用。
– 关注真正的业务逻辑!
• 代理角色
– 实现抽象角色,是真实角色的代理,通过真实角色的业务逻辑方法来实现抽象方法,并可以附加自己的操作。
– 将统一的流程控制放到代理角色中处理!
应用场景:
– 安全代理:屏蔽对真实角色的直接访问。
– 远程代理:通过代理类处理远程方法调用(RMI)
– 延迟加载:先加载轻量级的代理对象,真正需要再加载真实对象。
代理又分静态代理和动态代理,这里不细说,简单说下动态代理比静态代理的优点。
– 抽象角色中(接口)声明的所以方法都被转移到调用处理器一个集中的方法中处理,这样,我们可以更加灵活和统一的处理众多的方法。
桥接模式
核心要点:
– 处理多层继承结构,处理多维度变化的场景,将各个维度设计成独立的继承结构,使各个维度可以独立的扩展在抽象层建立关联。
桥接模式总结:
– 桥接模式可以取代多层继承的方案。 多层继承违背了单一职责原则,复用性较差,类的个数也非常多。桥接模式可以极大的减少子类的个数,从而降低管理和维护的成本。
– 桥接模式极大的提高了系统可扩展性,在两个变化维度中任意扩展一个维度,都不需要修改原有的系统,符合开闭原则。
组合模式
– 把部分和整体的关系用树形结构来表示,从而使客户端可以使用统一的方式处理部分对象和整体对象
核心:
– 抽象构件(Component)角色: 定义了叶子和容器构件的共同点
– 叶子(Leaf)构件角色:无子节点
– 容器(Composite)构件角色: 有容器特征,可以包含子节点
装饰模式
动态地给一个对象添加额外的功能,比继承灵活
总结
– 装饰模式(Decorator)也叫包装器模式(Wrapper)
– 装饰模式降低系统的耦合度,可以动态的增加或删除对象的职责,并使得需要装饰的具体构建类和具体装饰类可以独立变化,以便增加新的具体构建类和具体装饰类。
优点
– 扩展对象功能,比继承灵活,不会导致类个数急剧增加
– 可以对一个对象进行多次装饰,创造出不同行为的组合,得到功能更加强大的对象
– 具体构建类和具体装饰类可以独立变化,用户可以根据需要自己增加新的具体构件子类和具体装饰子类。
缺点
– 产生很多小对象。大量小对象占据内存,一定程度上影响性能。
– 装饰模式易于出错,调试排查比较麻烦。
装饰模式和桥接模式的区别:
– 两个模式都是为了解决过多子类对象问题。但他们的诱因不一样。桥接模式是对象自身现有机制沿着多个维度变化,是既有部分不稳定。装饰模式是为了增加新的功能。
外观模式
为子系统提供统一的调用接口,使得子系统更加容易使用
享元模式
运用共享技术有效的实现管理大量细粒度对象,节省内存,提高效率
– 内存属于稀缺资源,不要随便浪费。如果有很多个完全相同或相似的对象,我们可以通过享元模式,节省内存。
享元对象能做到共享的关键是区分了内部状态和外部状态
• 内部状态:可以共享,不会随环境变化而改变
• 外部状态:不可以共享,会随环境变化而改变
优点
– 极大减少内存中对象的数量
– 相同或相似对象内存中只存一份,极大的节约资源,提高系统性能
– 外部状态相对独立,不影响内部状态
缺点
– 模式较复杂,使程序逻辑复杂化
– 为了节省内存,共享了内部状态,分离出外部状态,而读取外部状态使运行时间变长。用时间换取了空间。