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设计模式——结构型模式

      上一篇博文《设计模式——创建型模式》中介绍了5种创建型模式,接下来继续介绍结构型模式。


      结构型模式主要用于描述如何组合类和对象已获得更大的结构。其中,结构型类模式采用继承机制来组合接口和实现,而结构型对象模式则采用组合/聚合方式来组合对象以实现新功能,因为它可以在运行时刻改变对象组合关系,所以对象组合方式具有更大的灵活性,这种机制是无法通过静态类组合来实现的。当然两者都有彼此擅长之处,具体的取舍需要根据实际的应用场景而定。


      结构型模式包括7种:适配器模式(Adapter)、装饰模式(Decorator)、桥接模式(Bridge)、组合模式(Composite)、享元模式(Flyweight)、代理模式(Proxy)和外观模式(Facade)。


      1、适配器模式(Adapter)

      

      1)简介

      适配器模式,将一个累的接口转换成客户希望的另外一个接口。适配器模式使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的哪些类可以一起工作。

      适配器有两类:对象设配器和类适配器。对象适配器模式中,适配器容纳一个它包裹的累的实例,在这种情况下,适配器调用被包裹对象的物理实体;类适配器模式下,适配器继承自己实现的类。


      2)适用情况

      当我们要使用一个已存在的类,但如果它的接口,额就是他的方法和你的要求不同时,就可以考虑使用适配器模式。客户代码可以统一调用接口,可以更简单、更直接、更紧凑。

      

      2、装饰模式(Decorator)

      

      1)简介

      装饰模式,动态的给一个对象添加一些额外的职责,就增加功能来说,装饰模式比生成子类更为灵活。


      2)优点

        A)它与继承关系的目的都是要扩展对象的功能,但是可以提供比继承更多的灵活性。

        B)通过使用不同的具体装饰类以及这些装饰类的排列组合,设计师可以创造出很多不同行为的组合。


      3)缺点

        A)这种比继承更加灵活机动的特性,也同时意味着更加多的复杂性。

        B)装饰模式会导致设计中出现许多小类,如果过度使用,会使程序变得很复杂。

        C)装饰模式是针对抽象组件类型编程。但是,如果你要针对具体组件编程时,就应该重新思考你的应用架构,以及装饰者是否合适。当然也可以改变组件接口,增加新的公开的行为,实现“半透明”的装饰者模式。在实际项目中要做出最佳选择。

  

      3、桥接模式(Bridge)

      

      1)简介

      桥接模式,将抽象部分与它的实现部分分离,使它们都可以独立的变化。

      让抽象与现实分离,并不是说让抽象与其派生子类分离,这样是没有任何意义的。而是,实现系统可能有多角度分类,每一种分类都有可能变化,那么就把这种多角度分离出来让他们肚里变化,减少他们之间的耦合。


     2)优点

      桥接模式可以从接口分离实现功能,使得设计更具扩展性,这样客户调用方法是根本不需要知道实现的细节的。桥接模式中减少了子类,使得代码更加清洁, 生成的执行程序更小。


      3)缺点

      桥接模式的缺陷是,抽象类与实现类的双向连接使得运行速度变慢了。


      4、组合模式(Composite)

      


      1)简介

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

      组合模式有时候又叫做部分-整体模式,它使我们树型结构的问题中,模糊了简单元素和复杂元素的概念,客户程序可以向处理简单元素一样来处理复杂元素,从而使得客户程序与复杂元素的内部结构解耦。


      2)分类

        透明方式:所有的对象,不论组合对象还是简单对象,均符合一个固定的接口。

        安全方式:管理聚集的方法只出现在组合对象中,而不出现在简单对象中。


      3)优点

      组合模式定义了包含基本对象和组合对象的类层次结构。基本对象可以被组合合成更复杂的组合对象,而这个组合对象又可以被组合,这样不断地递归下去,客户代码中,任何用到基本对象的地方都可以使用组合对象了。组合模式让客户可以一致的使用组合结构和单个对象。


      5、享元模式(Flyweight)

      


      1)简介

      享元模式,运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象。

      它使用共享物件,用来尽可能减少内存使用量以及分享资讯给尽可能多的相似物件;它适合用于只是因重复而导致使用无法令人接受的大量内存的大量物件。通常物件中的部分状态是可以分享。常见做法是把它们放在外部数据结构,当需要使用时再将它们传递给享元。

      

      2)优点

      大幅度的降低内存中对象的数量。

     

       3)缺点

        使得系统更加复杂。为了使对象可以共享,需要将一些状态外部化,这使得程序的逻辑复杂化。而且,由于其外部化,读取外部状态使得运行时间稍微边长。

        

      6、代理模式(Proxy)

      


      1)简介

      代理模式,为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。 

      在某些情况下,一个对象不适合或者不能直接引用另一个对象,而代理对象可以在客户端和目标对象之间起到中介的作用。


      2)分类

        A)远程(Remote)代理:为一个位于不同的地址空间的对象提供一个局域代表对象。这样可以隐藏一个对象存               在于不同地址空间的事实。

        B)虚拟(Virtual)代理:根据需要创建开销很大的对象。通过它来存放实例化需要很长时间的真实对象。

        C)保护(Protect or Access)代理:控制对一个对象的访问权限。

        D)智能引用(Smart Reference)代理:提供比对目标对象额外的服务。


      3)优点

        A)职责清晰。真实的角色就是实现实际的业务逻辑,不用关心其他非本职责的事务,通过后期的代理完成一件完            成事务,附带的结果就是编程简洁清晰。

        B)代理对象可以在客户端和目标对象之间起到中介的作用,这样起到了的作用和保护了目标对象的作用。

        C)高扩展性

      

      7、外观模式(Facade)

      


      1)简介

      外观模式,为子系统中的一组接口提供一个一致的界面,此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)适用情况

        A)在设计初期阶段,应该要有意识的将不同的两个层分离,层与层之间建立外观Facade。

        B)在开发阶段,子系统往往因为不断地重构演化而变得越来越复杂,增加外观Facade可以提供一个简单地接                   口,减少它们之间的依赖。

        C)在维护一个遗留的大型系统时,可能这个系统已经非常难以维护和扩展了,为新系统开发一个外观Facade                   类,来提供设计粗糙或高度复杂的遗留代码的比较清晰简单的接口,让新系统与Facade对象交互,Facade与             遗留代码交互所有的工作。