结构型模式

Wu Jun 2020-01-06 07:43:49

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1. Adapter（适配器）

将一个接口转换成客户希望的另一个接口，适配器模式使接口不兼容的那些类可以一起工作，别名包装器(Wrapper)。

如非必要，可以重构

模式应用

Enumeration 接口转化为 Iterator 接口
Java I/O中 InputStreamReader 和 OutputStreamWriter

待适配

public class Source {
    public void method1() {}
}

目标接口

public interface Targetable {

    /* 与原类中的方法相同 */
    public void method1();

    /* 新类的方法 */
    public void method2();
}

1 类的适配器模式

Adapter 类继承 Source 类，实现 Targetable 接口

public class Adapter extends Source implements Targetable {

    @Override
    public void method2() {
        System.out.println("this is the targetable method!");
    }
}

2 对象的适配器模式

持有 Source 类的实例

public class Wrapper implements Targetable {

    private Source source;
    
    public Wrapper(Source source){
        super();
        this.source = source;
    }

    @Override
    public void method1() {
        source.method1();
    }
    
    @Override
    public void method2() {
        System.out.println("this is the targetable method!");
    }
}

3 接口的适配器模式

不希望实现一个接口中所有的方法时，通过抽象类实现该接口，再继承抽象类

public abstract class Wrapper2 implements Targetable{
    public void method1(){}
    public void method2(){}
}

public class SourceSub1 extends Wrapper2 {
    public void method1(){
        System.out.println("the sourceable interface's first Sub1!");
    }
}

2. Bridge（桥接）

将类的功能层次结构和实现层次结构相分离，使二者能够独立地变化，并在两者之间搭建桥梁，实现桥接。

类的功能层次结构：父类具有基本功能，在子类中增加新的功能；
类的实现层次结构：父类通过声明抽象方法来定义接口，子类通过实现具体方法来实现接口；

模式应用

抽象的 JDBC 接口和各个数据库引擎 API 之间的驱动程序

实现

1.桥接接口，实体类 RedCircle、GreenCircle 实现了 DrawAPI 接口

public interface DrawAPI {
   public void drawCircle(int radius, int x, int y);
}

2.使用桥接的抽象类

public abstract class Shape {
   protected DrawAPI drawAPI;
   protected Shape(DrawAPI drawAPI){
      this.drawAPI = drawAPI;
   }
   public abstract void draw();  
}

3.抽象类的实体类。

public class Circle extends Shape {
   private int x, y, radius;
 
   public Circle(int x, int y, int radius, DrawAPI drawAPI) {
      super(drawAPI);
      this.x = x;  
      this.y = y;  
      this.radius = radius;
   }
 
   public void draw() {
      drawAPI.drawCircle(radius,x,y);
   }
}

4.使用

Shape redCircle = new Circle(100,100, 10, new RedCircle());
Shape greenCircle = new Circle(100,100, 10, new GreenCircle());

redCircle.draw();
greenCircle.draw();

3. Composite（组合）

将对象组合成树形结构来表示“整体/部分”层次关系，允许用户以相同的方式处理单独对象和组合对象。

组件（Component）类是组合类（Composite）和叶子类（Leaf）的父类，可以把组合类看成是树的中间节点。

组合对象拥有一个或者多个组件对象，因此组合对象的操作可以委托给组件对象去处理，而组件对象可以是另一个组合对象或者叶子对象。

透明模式：在 component 中声明管理子对象的所有方法
安全模式：在 composite 中声明管理子对象的所有方法

4. Decorator（装饰器）

向一个现有的对象添加新的功能，同时又不改变其结构。

模式应用

JAVA IO 中 FilterInputStream

实现

装饰者（Decorator）和具体组件（ConcreteComponent）都继承自组件（Component），具体组件的方法实现不需要依赖于其它对象，而装饰者组合了一个组件，这样它可以装饰其它装饰者或者具体组件。所谓装饰，就是把这个装饰者套在被装饰者之上，从而动态扩展被装饰者的功能。装饰者的方法有一部分是自己的，这属于它的功能，然后调用被装饰者的方法实现，从而也保留了被装饰者的功能。可以看到，具体组件应当是装饰层次的最低层，因为只有具体组件的方法实现不需要依赖于其它对象。

适配器模式与装饰器模式的区别

装饰器与适配器都有一个别名叫做包装模式(Wrapper)，它们看似都是起到包装一个类或对象的作用，但是使用它们的目的很不一一样。适配器模式的意义是要将一个接口转变成另一个接口，它的目的是通过改变接口来达到重复使用的目的。

而装饰器模式不是要改变被装饰对象的接口，而是恰恰要保持原有的接口，但是增强原有对象的功能，或者改变原有对象的处理方式而提升性能。所以这两个模式设计的目的是不同的。

5. Facade（外观）

为子系统中的一组接口提供一个一致的界面，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。又称为门面模式。

6. Flyweight（享元）

运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象。

工厂类、享元池

享元模式的核心在于享元工厂类，享元工厂类的作用在于提供一个用于存储享元对象的享元池，用户需要对象时，首先从享元池中获取，如果享元池中不存在，则创建一个新的享元对象返回给用户，并在享元池中保存该新增对象。

区分内部状态和外部状态

内部状态：存储在享元对象内部并且不会随环境改变而改变的状态，可以共享；
外部状态：随环境改变而改变的、不可以共享的状态。

模式应用

JAVA 中的 String，如果有则返回，如果没有则创建一个字符串保存在字符串缓存池里面。
数据库的数据池。

7. Proxy（代理）

给某一个对象提供一个代理，并由代理对象控制对原对象的引用。

模式应用

远程代理：为一个位于不同的地址空间的对象提供一个本地的代理对象，这个不同的地址空间可以是在同一台主机中，也可是在另一台主机中。
虚拟代理：如果需要创建一个资源消耗较大的对象，先创建一个消耗相对较小的对象来表示，真实对象只在需要时才会被真正创建。
Copy-on-Write代理：它是虚拟代理的一种，把复制（克隆）操作延迟到只有在客户端真正需要时才执行。一般来说，对象的深克隆是一个开销较大的操作，Copy-on-Write代理可以让这个操作延迟，只有对象被用到的时候才被克隆。
保护代理：控制对一个对象的访问，可以给不同的用户提供不同级别的使用权限。
缓冲代理：为某一个目标操作的结果提供临时的存储空间，以便多个客户端可以共享这些结果。
防火墙代理：保护目标不让恶意用户接近。
同步化代理：使几个用户能够同时使用一个对象而没有冲突。
智能引用代理：当一个对象被引用时，提供一些额外的操作，如将此对象被调用的次数记录下来等。
动态代理：Spring AOP、CGLIB

和适配器、装饰器的区别

和适配器模式的区别：适配器模式主要改变所考虑对象的接口，而代理模式不能改变所代理类的接口。
和装饰器模式的区别：装饰器模式为了增强功能，而代理模式是为了加以控制。

8. Filter（过滤器）

允许开发人员使用不同的标准来过滤一组对象，通过逻辑运算以解耦的方式把它们连接起来。

模式应用

java8 的 stream 分组操作

Map<Integer, List<Person >> groupMap = persons.stream().collect(Collectors.groupingBy(Person::getGender));

创建型模式

MySQL