设计模式（二）结构型模式

　　用于描述如何将类或对象按某种布局组成更大的结构，关注类和对象的组合。

 

1.适配器模式（Adapter）

　　作为两个不兼容的接口之间的桥梁，将一个类的接口转换成客户希望的另外一个接口，使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的那些类能一起工作。举个真实的例子，读卡器是作为内存卡和笔记本之间的适配器，将内存卡插入读卡器，再将读卡器插入笔记本，这样就可以通过笔记本来读取内存卡。

　　该模式的主要优点如下：

1.客户端通过适配器可以透明地调用目标接口。
2.复用了现存的类，程序员不需要修改原有代码而重用现有的适配者类。
3.将目标类和适配者类解耦，解决了目标类和适配者类接口不一致的问题。
4.在很多业务场景中符合开闭原则。

　　适配器模式（Adapter）包含以下主要角色：

目标（Target）接口：当前系统业务所期待的接口，它可以是抽象类或接口。
适配者（Adaptee）类：它是被访问和适配的现存组件库中的组件接口。
适配器（Adapter）类：它是一个转换器，通过继承或引用适配者的对象，把适配者接口转换成目标接口，让客户按目标接口的格式访问适配者。

　　应用场景：

1.以前开发的系统存在满足新系统功能需求的类，但其接口同新系统的接口不一致。
2.使用第三方提供的组件，但组件接口定义和自己要求的接口定义不同。

2.桥接模式（Bridge）

　　在现实生活中，某些类具有两个或多个维度的变化，如图形既可按形状分，又可按颜色分。如果用继承方式，m 种形状和 n 种颜色的图形就有 m×n 种，不但对应的子类很多，而且扩展困难。桥接模式将抽象与实现分离，使它们可以独立变化。它是用组合关系代替继承关系来实现，从而降低了抽象和实现这两个可变维度的耦合度。

 　　桥接（Bridge）模式的优点是：

1.抽象与实现分离，扩展能力强
2.符合开闭原则
3.符合合成复用原则
4.其实现细节对客户透明

　　桥接（Bridge）模式包含以下主要角色：

抽象化（Abstraction）角色：定义抽象类，并包含一个对实现化对象的引用。
扩展抽象化（Refined Abstraction）角色：是抽象化角色的子类，实现父类中的业务方法，并通过组合关系调用实现化角色中的业务方法。
实现化（Implementor）角色：定义实现化角色的接口，供扩展抽象化角色调用。
具体实现化（Concrete Implementor）角色：给出实现化角色接口的具体实现。

　　使用场景：

1、如果一个系统需要在构件的抽象化角色和具体化角色之间增加更多的灵活性，避免在两个层次之间建立静态的继承联系，通过桥接模式可以使它们在抽象层建立一个关联关系。 
2、对于那些不希望使用继承或因为多层次继承导致系统类的个数急剧增加的系统，桥接模式尤为适用。 
3、一个类存在两个独立变化的维度，且这两个维度都需要进行扩展。

　　关键代码：

抽象类依赖实现类。

 　　抽象化角色:

public abstract class Abstraction {
    protected Implementor imple;
    protected Abstraction(Implementor imple) {
        this.imple = imple;
    }
    public abstract void Operation();
}

　　扩展抽象化角色：

public class RefinedAbstraction extends Abstraction {
    protected RefinedAbstraction(Implementor imple) {
        super(imple);
    }
    public void Operation() {
        System.out.println("扩展抽象化(Refined Abstraction)角色被访问");
        imple.OperationImpl();
    }
}

　　实现化角色：

public interface Implementor {
    public void OperationImpl();
}

　　具体实现化角色：

public class ConcreteImplementorA implements Implementor {
    public void OperationImpl() {
        System.out.println("具体实现化(Concrete Implementor)角色被访问");
    }
}

　　验证：

public class BridgeTest {
    public static void main(String[] args) {
        Implementor imple = new ConcreteImplementorA();
        Abstraction abs = new RefinedAbstraction(imple);
        abs.Operation();
    }
}

3.组合模式（Composite）

　　又叫作整体-部分（Part-Whole）模式，它是一种将对象组合成树状的层次结构的模式，用来表示“整体-部分”的关系，使用户对单个对象和组合对象具有一致的访问性。在组合模式中，整个树形结构中的对象都属于同一种类型，带来的好处就是用户不需要辨别是树枝节点还是叶子节点，可以直接进行操作，给用户的使用带来极大的便利。

　　组合模式的主要优点有：

1.组合模式使得客户端代码可以一致地处理单个对象和组合对象，无须关心自己处理的是单个对象，还是组合对象，这简化了客户端代码；
2.更容易在组合体内加入新的对象，客户端不会因为加入了新的对象而更改源代码，满足“开闭原则”；

　　关键代码：

树枝内部组合该接口，并且含有内部属性 List，里面放 Component。

　　组合模式包含以下主要角色：

抽象构件（Component）角色：它的主要作用是为树叶构件和树枝构件声明公共接口，并实现它们的默认行为。在透明式的组合模式中抽象构件还声明访问和管理子类的接口；在安全式的组合模式中不声明访问和管理子类的接口，管理工作由树枝构件完成。（总的抽象类或接口，定义一些通用的方法，比如新增、删除）
树叶构件（Leaf）角色：是组合中的叶节点对象，它没有子节点，用于继承或实现抽象构件。
树枝构件（Composite）角色 / 中间构件：是组合中的分支节点对象，它有子节点，用于继承和实现抽象构件。它的主要作用是存储和管理子部件，通常包含 Add()、Remove()、GetChild() 等方法。

　　

　　抽象构件：

public interface Component {
    public void add(Component c);
    public void remove(Component c);
    public Component getChild(int i);
    public void operation();
}

　　树叶构件：

public class Leaf implements Component {
    private String name;
    public Leaf(String name) {
        this.name = name;
    }
    public void add(Component c) {
    }
    public void remove(Component c) {
    }
    public Component getChild(int i) {
        return null;
    }
    public void operation() {
        System.out.println("树叶" + name + "：被访问！");
    }
}

　　树枝构件：

public class Composite implements Component {
    private ArrayList<Component> children = new ArrayList<Component>();
    public void add(Component c) {
        children.add(c);
    }
    public void remove(Component c) {
        children.remove(c);
    }
    public Component getChild(int i) {
        return children.get(i);
    }
    public void operation() {
        for (Object obj : children) {
            ((Component) obj).operation();
        }
    }
}

　　验证：

public class CompositePattern {
    public static void main(String[] args) {
        Component c0 = new Composite();
        Component c1 = new Composite();
        Component leaf1 = new Leaf("1");
        Component leaf2 = new Leaf("2");
        Component leaf3 = new Leaf("3");
        c0.add(leaf1);
        c0.add(c1);
        c1.add(leaf2);
        c1.add(leaf3);
        c0.operation();
    }
}

4.装饰器模式（Decorator）

　　指在不改变现有对象结构的情况下，动态地给该对象增加一些职责（即增加其额外功能）的模式。

　　通常情况下，扩展一个类的功能会使用继承方式来实现。但继承具有静态特征，耦合度高，并且随着扩展功能的增多，子类会很膨胀。如果使用组合关系来创建一个包装对象（即装饰对象）来包裹真实对象，并在保持真实对象的类结构不变的前提下，为其提供额外的功能，这就是装饰模式的目标。

　　装饰（Decorator）模式的主要优点有：

1.装饰器是继承的有力补充，比继承灵活，在不改变原有对象的情况下，动态的给一个对象扩展功能，即插即用
2.通过使用不用装饰类及这些装饰类的排列组合，可以实现不同效果
3.装饰器模式完全遵守开闭原则

　　

　　关键代码：

1、Component 类充当抽象角色，不应该具体实现。 
2、修饰类引用和继承 Component 类，具体扩展类重写父类方法。

　　装饰模式主要包含以下角色：

抽象构件（Component）角色：定义一个抽象接口以规范准备接收附加责任的对象。
具体构件（ConcreteComponent）角色：实现抽象构件，通过装饰角色为其添加一些职责。
抽象装饰（Decorator）角色：继承抽象构件，并包含具体构件的实例，可以通过其子类扩展具体构件的功能。
具体装饰（ConcreteDecorator）角色：实现抽象装饰的相关方法，并给具体构件对象添加附加的责任。

　　抽象构件角色：

public interface Component {
    public void operation();
}

　　具体构件角色：

public class ConcreteComponent implements Component {
    public ConcreteComponent() {
        System.out.println("创建具体构件角色");
    }
    public void operation() {
        System.out.println("调用具体构件角色的方法operation()");
    }
}

　　抽象装饰角色：

public class Decorator implements Component {
    private Component component;
    public Decorator(Component component) {
        this.component = component;
    }
    public void operation() {
        component.operation();
    }
}

　　具体装饰角色：

public class ConcreteDecorator extends Decorator {
    public ConcreteDecorator(Component component) {
        super(component);
    }
    public void operation() {
        super.operation();
        addedFunction();
    }
    public void addedFunction() {
        System.out.println("为具体构件角色增加额外的功能addedFunction()");
    }
}

　　验证：

public class DecoratorPattern {
    public static void main(String[] args) {
        Component p = new ConcreteComponent();
        p.operation();
        System.out.println("---------------------------------");
        Component d = new ConcreteDecorator(p);
        d.operation();
    }
}

5.外观模式（Facade）

　　又叫作门面模式，是一种通过为多个复杂的子系统提供一个一致的接口，而使这些子系统更加容易被访问的模式。该模式对外有一个统一接口，外部应用程序不用关心内部子系统的具体细节，这样会大大降低应用程序的复杂度，提高了程序的可维护性。在日常编码工作中，我们都在有意无意的大量使用外观模式。只要是高层模块需要调度多个子系统（2个以上的类对象），我们都会自觉地创建一个新的类封装这些子系统，提供精简的接口，让高层模块可以更加容易地间接调用这些子系统的功能。

　　外观（Facade）模式是“迪米特法则”的典型应用，它有以下主要优点：

1.降低了子系统与客户端之间的耦合度，使得子系统的变化不会影响调用它的客户类。
2.对客户屏蔽了子系统组件，减少了客户处理的对象数目，并使得子系统使用起来更加容易。
3.降低了大型软件系统中的编译依赖性，简化了系统在不同平台之间的移植过程，因为3.编译一个子系统不会影响其他的子系统，也不会影响外观对象。

　　关键代码：

在客户端和复杂系统之间再加一层，这一层将调用顺序、依赖关系等处理好。

6.享元模式（Flyweight）

　　运用共享技术来有效地支持大量细粒度对象的复用。它通过共享已经存在的对象来大幅度减少需要创建的对象数量、避免大量相似类的开销，从而提高系统资源的利用率。享元模式的定义提出了两个要求，细粒度和共享对象。因为要求细粒度，所以不可避免地会使对象数量多且性质相近，此时我们就将这些对象的信息分为两个部分：内部状态和外部状态。

• 内部状态指对象共享出来的信息，存储在享元信息内部，并且不回随环境的改变而改变；
• 外部状态指对象得以依赖的一个标记，随环境的改变而改变，不可共享。

　　享元模式的主要角色有如下：

抽象享元（Flyweight）角色：是所有的具体享元类的基类，为具体享元规范需要实现的公共接口，非享元的外部状态以参数的形式通过方法传入。
具体享元（Concrete Flyweight）角色：实现抽象享元角色中所规定的接口。
非享元（Unsharable Flyweight)角色：是不可以共享的外部状态，它以参数的形式注入具体享元的相关方法中。
享元工厂（Flyweight Factory）角色：负责创建和管理享元角色。当客户对象请求一个享元对象时，享元工厂检査系统中是否存在符合要求的享元对象，如果存在则提供给客户；如果不存在的话，则创建一个新的享元对象。

　　关键代码：

享元工厂用 HashMap 存储这些享元对象

　　非享元角色： 

public class UnsharedConcreteFlyweight {
    private String info;
    UnsharedConcreteFlyweight(String info) {
        this.info = info;
    }
    public String getInfo() {
        return info;
    }
    public void setInfo(String info) {
        this.info = info;
    }
}

　　抽象享元角色：

public interface Flyweight {
    public void operation(UnsharedConcreteFlyweight state);
}

　　具体享元角色：

public class ConcreteFlyweight implements Flyweight {
    private String key;
    ConcreteFlyweight(String key) {
        this.key = key;
        System.out.println("具体享元" + key + "被创建！");
    }
    public void operation(UnsharedConcreteFlyweight outState) {
        System.out.print("具体享元" + key + "被调用，");
        System.out.println("非享元信息是:" + outState.getInfo());
    }
}

　　享元工厂角色：

public class FlyweightFactory {
    private HashMap<String, Flyweight> flyweights = new HashMap<String, Flyweight>();
    public Flyweight getFlyweight(String key) {
        Flyweight flyweight = (Flyweight) flyweights.get(key);
        if (flyweight != null) {
            System.out.println("具体享元" + key + "已经存在，被成功获取！");
        } else {
            flyweight = new ConcreteFlyweight(key);
            flyweights.put(key, flyweight);
        }
        return flyweight;
    }
}

　　验证：

public class FlyweightPattern {
    public static void main(String[] args) {
        FlyweightFactory factory = new FlyweightFactory();
        Flyweight f01 = factory.getFlyweight("a");
        Flyweight f02 = factory.getFlyweight("a");
        Flyweight f03 = factory.getFlyweight("a");
        Flyweight f11 = factory.getFlyweight("b");
        Flyweight f12 = factory.getFlyweight("b");
        f01.operation(new UnsharedConcreteFlyweight("第1次调用a。"));
        f02.operation(new UnsharedConcreteFlyweight("第2次调用a。"));
        f03.operation(new UnsharedConcreteFlyweight("第3次调用a。"));
        f11.operation(new UnsharedConcreteFlyweight("第1次调用b。"));
        f12.operation(new UnsharedConcreteFlyweight("第2次调用b。"));
    }
}

7.代理模式（Proxy）

 　　由于某些原因需要给某对象提供一个代理以控制对该对象的访问。这时，访问对象不适合或者不能直接引用目标对象，代理对象作为访问对象和目标对象之间的中介。例如，购买火车票不一定要去火车站买，可以通过 12306 网站或者去火车票代售点买。

　　代理模式的主要优点有：

1.代理模式在客户端与目标对象之间起到一个中介作用和保护目标对象的作用；
2.代理对象可以扩展目标对象的功能；
3.代理模式能将客户端与目标对象分离，在一定程度上降低了系统的耦合度，增加了程序的可扩展性

　　代理模式的主要角色如下：

抽象主题（Subject）类：通过接口或抽象类声明真实主题和代理对象实现的业务方法。
真实主题（Real Subject）类：实现了抽象主题中的具体业务，是代理对象所代表的真实对象，是最终要引用的对象。
代理（Proxy）类：提供了与真实主题相同的接口，其内部含有对真实主题的引用，它可以访问、控制或扩展真实主题的功能。

　

　　关键代码：

实现与被代理类组合

　　根据代理的创建时期，代理模式分为静态代理和动态代理：

静态：由程序员创建代理类或特定工具自动生成源代码再对其编译，在程序运行前代理类的 .class 文件就已经存在了。
动态：在程序运行时，运用反射机制动态创建而成

　　抽象主题：

public interface Subject {
    void Request();
}

　　真实主题：

public class RealSubject implements Subject {
    public void Request() {
        System.out.println("访问真实主题方法...");
    }
}

　　代理：

public class Proxy implements Subject {
    private RealSubject realSubject;
    public void Request() {
        if (realSubject == null) {
            realSubject = new RealSubject();
        }
        preRequest();
        realSubject.Request();
        postRequest();
    }
    public void preRequest() {
        System.out.println("访问真实主题之前的预处理。");
    }
    public void postRequest() {
        System.out.println("访问真实主题之后的后续处理。");
    }
}

　　验证：

public class ProxyTest {
    public static void main(String[] args) {
        Proxy proxy = new Proxy();
        proxy.Request();
    }
}

参照：http://c.biancheng.net/view/1320.html