Java设计模式之七大结构型模式

总体来说设计模式分为三大类:创建型模式、结构型模式和行为型模式。

结构型模式,共有七种:适配器模式、装饰器模式、代理模式、外观模式、桥接模式、组合模式、享元模式。

其中适配器模式主要分为三类:类的适配器模式、对象的适配器模式、接口的适配器模式。其中的对象的适配器模式是各种结构型模式的起源。

一、适配器模式

适配器模式主要分为三类:类的适配器模式、对象的适配器模式、接口的适配器模式。
适配器模式将某个类的接口转换成客户端期望的另一个接口表示,目的是消除由于接口不匹配所造成的类的兼容性问题。有点抽象,我们来看看详细的内容。

1.1 类的适配器模式

类的适配器模式核心思想就是:有一个Source类,拥有一个方法,待适配,目标接口是Targetable,通过Adapter类,将Source的功能扩展到Targetable里。

public class Source {public void method1() {  System.out.println("this is original method!");  }  
}
public interface Targetable {/* 与原类中的方法相同 */public void method1();/* 新类的方法 */public void method2();
}
public class Adapter extends Source implements Targetable {public void method2() {System.out.println("this is the targetable method!");}
}
public class AdapterTest {public static void main(String[] args) {Targetable target = new Adapter();target.method1();target.method2();}
}

运行结果如下:

this is original method!
this is the targetable method!

1.2 对象的适配器模式

对象的适配器模式的基本思路和类的适配器模式相同,只是将Adapter类作修改成Wrapper,这次不继承Source类,而是持有Source类的实例,以达到解决兼容性的问题。

public class Wrapper implements Targetable {private Source source;public Wrapper(Source source) {super();this.source = source;}@Overridepublic void method2() {System.out.println("this is the targetable method!");}@Overridepublic void method1() {source.method1();}
}
public class AdapterTest {public static void main(String[] args) {Source source = new Source();Targetable target = new Wrapper(source);target.method1();target.method2();}
}

运行结果跟类的适配器模式例子的一样。

1.3 接口的适配器模式

接口的适配器是这样的:有时我们写的一个接口中有多个抽象方法,当我们写该接口的实现类时,必须实现该接口的所有方法,这明显有时比较浪费,因为并不是所有的方法都是我们需要的,有时只需要某一些,此处为了解决这个问题,我们引入了接口的适配器模式,借助于一个抽象类,该抽象类实现了该接口,实现了所有的方法,而我们不和原始的接口打交道,只和该抽象类取得联系,所以我们写一个类,继承该抽象类,重写我们需要的方法就行了。

二、装饰模式

装饰模式:在不必改变原类文件和使用继承的情况下,动态地扩展一个对象的功能。它是通过创建一个包装对象,也就是装饰来包裹真实的对象。

装饰模式的特点:

  • 装饰对象和真实对象有相同的接口。这样客户端对象就能以和真实对象相同的方式和装饰对象交互。
  • 装饰对象包含一个真实对象的引用(reference)
  • 装饰对象接受所有来自客户端的请求。它把这些请求转发给真实的对象。
  • 装饰对象可以在转发这些请求以前或以后增加一些附加功能。这样就确保了在运行时,不用修改给定对象的结构就可以在外部增加附加的功能。在面向对象的设计中,通常是通过继承来实现对给定类的功能扩展。继承不能做到这一点,继承的功能是静态的,不能动态增删。

代码如下:

public interface Sourceable {public void method();
}
public class Source implements Sourceable {@Overridepublic void method() {System.out.println("the original method!");}
}
public class Decorator implements Sourceable {private Sourceable source;public Decorator(Sourceable source) {super();this.source = source;}@Overridepublic void method() {System.out.println("before decorator!");source.method();System.out.println("after decorator!");}
}
public class DecoratorTest {public static void main(String[] args) {//(1) 装饰对象和真实对象有相同的接口。这样客户端对象就能以和真实对象相同的方式和装饰对象交互。//(2) 装饰对象包含一个真实对象的引用(reference)//(3) 装饰对象接受所有来自客户端的请求。它把这些请求转发给真实的对象。//(4) 装饰对象可以在转发这些请求以前或以后增加一些附加功能。这样就确保了在运行时,不用修改给定对象的结构就可以在外部增加附加的功能。//    在面向对象的设计中,通常是通过继承来实现对给定类的功能扩展。//    继承不能做到这一点,继承的功能是静态的,不能动态增删。Sourceable source = new Source();Sourceable obj = new Decorator(source);obj.method();}
}

运行结果如下:

before decorator!
the original method!
after decorator!

======以上为创建型模式的两种设计模式,下面陆续记录代理等创建型模式。

为什么叫创建型模式呢?

先来看看设计模式的六大原则:http://yyqian.com/post/1456847694817/

  1. 开闭原则:对扩展开放,对修改关闭
  2. 里氏替换原则:面向对象设计的基本原则之一。==任何基类可以出现的地方,子类一定可以出现。==LSP是继承复用的基石,只有当衍生类可以替换掉基类。
  3. 依赖倒转原则:针对接口编程,依赖于抽象而不是具体。
  4. 接口隔离原则:使用多个隔离的接口,比使用单个接口要好。还是一个降低类之间的耦合度的意思。【降低依赖,降低耦合】
  5. 迪米特法则(最少知道原则):一个实体应当尽量少的与其它实体之间发生相互作用,使得系统功能模块相对独立。
  6. 合成复用原则:意思是尽量使用合成聚合的方式,而不是使用继承。

回过头解释为什么叫创建型设计模式。创建型设计模式就是处理对象创建的设计模式,试图根据实际情况使用合适的方式创建对象。基本的对象创建方式可能会导致设计上的问题,或增加设计的复杂度。创建型模式通过以某种方式控制对象的创建来解决问题。

创建型模式由两个主导思想构成。一是将系统使用的具体类封装起来,二是隐藏这些具体类的实例创建和结合的方式。

创建型模式又分为对象创建型模式和类创建型模式。对象创建型模式处理对象的创建,类创建型模式处理类的创建。详细地说,对象创建型模式把对象创建的一部分推迟到另一个对象中,而类创建型模式将它对象的创建推迟到子类中。[2]

参考:

  • Java经典设计模式(2):七大结构型模式
  • CSDN:七大结构型模式
  • 图解设计模式
  • 面试总结

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