java设计模式之结构型设计模式

简介: 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


image.png


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。


  1. 场景:


  1. 程序运行时可以选择接口的实现部分。


  1. 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


image.png


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


image.png


image.png4.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


image.png


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


image.png


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image.png

image.png


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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