Java面象对向的基本思想（四）

结构型模式

Adapter (适配器模式 )

Bridge ( 桥接模式 )

Composite ( 组合模式 )

Decorator ( 装饰器模式 )

Facade ( 外观模式 )

Flyweight ( 享元模式 )

Proxy ( 代理模式 )

适配器模式

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。

适用性：

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.你想创建一个可以复用的类，该类可以与其他不相关的类或不可预见的类（即那个接口
可能不一定兼容的类）协同工作。

3.（仅适用于对象Adapter）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。对象适配器可以适配它的父类接口。

参与者:

1.Target：定义Client使用的与特定领域相关的接口。

2.Client：与符合Target接口的对象协同。

3.Adaptee：定义一个已经存在的接口，这个接口需要适配。

4.Adapter：对Adaptee的接口与Target接口进行适配。

类图：



Target :

public interface Target
{
void adapteeMethod();

void adapterMethod();
}

Adaptee:

public class Adaptee
{
public void adapteeMethod()
{
System.out.println("Adaptee method!");
}
}

Adapter:

public class Adapter implements Target
{

private Adaptee adaptee;

public Adapter(Adaptee adaptee)
{
this.adaptee = adaptee;
}

public void adapteeMethod()
{
adaptee.adapteeMethod();
}

public void adapterMethod()
{
System.out.println("Adapter method!");
}
}

Client :

public class Test
{

public static void main(String[] args)
{
Target target = new Adapter(new Adaptee());
target.adapteeMethod();

target.adapterMethod();
}
}

result:

Adaptee method!
Adapter method!

桥接模式

将抽象部分与它要实现部分分离，使它们都可以独立地变化。

适用性：

1.你不希望在抽象和它的实现部分之间有一个固定的绑定关系。例如这种情况可能是因为，在程序运行时刻实现部分应可以有选择或者切换。

2.类的抽象以及它的实现都应该可以通过生成子类的方法加以扩充。这时Bridge模式使你可以对不同的抽象接口和实现部分进行组合，并分别对它们进行扩充。

3.对一个抽象的实现部分的修改应对客户不产生影响，即客户的代码不必重新编译。

4.正如在意图一节的第一个类图中所示的那样，有许多类要生成。这是一种类层次结构说明你必须将一个对象分解成两个部分。

5.想在多个对象间共享实现（可能使用引用计数），但同时要求客户并不知道这一点。

参与者：

1.Abstraction：定义抽象类的接口。维护一个指向Implementor类型对象的指针。

2.RefinedAbstraction：扩充由Abstraction定义的接口。

3.Implementor：定义实现类的接口，该接口不一定要与Abstraction的接口完全一致。事实上这两个接口可以完全不同。一般来讲，Implementor接口仅提供基本操作，而Abstraction则定义了基于这些基本操作的较高层次的操作。

4.ConcreteImplementor：实现Implementor接口并定义它的具体实现。

类图：



Abstraction：

public abstract class Person
{

private Clothing clothing;

private String type;

public Clothing getClothing()
{
return clothing;
}

public

void setClothing()
{
this.clothing = getClothing();
}

public void setType(String type)
{
this.type = type;
}

public String getType()
{
return this.type;
}

public abstract void dress();
}

RefinedAbstraction:

public class Man extends Person
{

public Man()
{
setType("男人");
}

public void dress()
{
Clothing clothing = getClothing();
clothing.personDressCloth(this);
}
}

public class Lady extends Person
{

public Lady()
{
setType("女人");
}

public void dress()
{
Clothing clothing = getClothing();
clothing.personDressCloth(this);
}
}

Implementor:

public abstract class Clothing
{
public abstract void personDressCloth(Person person);
}

ConcreteImplementor:

public class Jacket extends Clothing
{

public void personDressCloth(Person person)
{
System.out.println(person.getType() + "穿马甲");
}
}

public class Trouser extends Clothing
{

public void personDressCloth(Person person)
{
System.out.println(person.getType() + "穿裤子");
}
}

Test:

public class Test
{
public static void main(String[] args)
{

Person man = new Man();

Person lady = new Lady();

Clothing jacket = new Jacket();

Clothing trouser = new Trouser();

jacket.personDressCloth(man);
trouser.personDressCloth(man);

jacket.personDressCloth(lady);
trouser.personDressCloth(lady);
}
}

result:

男人穿马甲
男人穿裤子
女人穿马甲
女人穿裤子

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。Composite使得用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性。

适用性：

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。

参与者：

1.Component：为组合中的对象声明接口。在适当的情况下，实现所有类共有接口的缺省行为。声明一个接口用于访问和管理Component的子组件。(可选)在递归结构中定义一个接口，用于访问一个父部件，并在合*的情况下实现它。

2.Leaf：在组合中表示叶节点对象，叶节点没有子节点。在组合中定义节点对象的行为。

3.Composite ：定义有子部件的*些部件的行为。存储子部件，在Component接口中实现与子部件有关的操作。

4.Client：通过Component接*操纵组合部件的对象。

类图：



Component：

import java.util.List;

public abstract class Employer
{

private String name;

public void setName(String name)
{
this.name = name;
}

public String getName()
{
return this.name;
}

public abstract void add(Employer employer);

public abstract void delete(Employer employer);

public List employers;

public void printInfo()

{
System.out.println(name);
}

public List getEmployers()
{
return this.employers;
}
}

Leaf：

public class ProjectAssistant extends Employer
{

public ProjectAssistant(String name)
{
setName(name);
employers = null;// 项目助理, 表示没有下属了
}

public void add(Employer employer)
{

}

public void delete(Employer employer)

{

}
}

public class Programmer extends Employer
{

public Programmer(String name)
{
setName(name);
employers = null;// 程序员, 表示没有下属了
}

public void add(Employer employer)
{

}

public void delete(Employer employer)
{

}
}

Composite ：

import java.util.ArrayList;

public class ProjectManager extends Employer
{

public ProjectManager(String name)
{
setName(name);
employers = new ArrayList();
}

public void add(Employer employer)
{
employers.add(employer);
}

public void delete(Employer employer)
{
employers.remove(employer);
}
}

Client：

import java.util.List;

public class Test
{
public static void main(String[] args)
{
Employer pm = new ProjectManager("项目经理");
Employer pa = new ProjectAssistant("项目助理");
Employer programmer1 = new Programmer("程序员一");
Employer programmer2 = new Programmer("程序员二");

pm.add(pa);// 为项目经理添加项目助理
pm.add(programmer2);// 为项目经理添加程序员

List<Employer> ems = pm.getEmployers();

for (Employer em : ems)
{
System.out.println(em.getName());
}
}
}

result:

项目助理
程序员二

装饰模式

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模式相比生成子类更为灵活。

适用性：

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.处理那些可以撤消的职责。

3.当不能采用生成子类的方法进行扩充时。

参与者：

1.Component：定义一个对象接口，可以给这些对象动态地添加职责。

2.ConcreteComponent：定义一个对象，可以给这个对象添加一些职责。

3.Decorator：维持一个指向Component对象的指针，并定义一个与Component接口一致的接口。

4.ConcreteDecorator：向组件添加职责。

类图：



Component：

public interface Person
{
void eat();
}

ConcreteComponent：

public class Man implements Person
{

public void eat()
{
System.out.println("男人在吃");
}
}

Decorator：

public abstract class Decorator implements Person
{

protected Person person;

public void setPerson(Person person)
{
this.person = person;
}

public void eat()
{
person.eat();
}
}

ConcreteDecorator：

public class ManDecoratorA extends Decorator
{

public void eat()
{
super.eat();
reEat();
System.out.println("ManDecoratorA类");
}

public void reEat()
{
System.out.println("再吃一顿饭");
}
}

public class ManDecoratorB extends Decorator
{

public void eat()
{
super.eat();
System.out.println("===============");
System.out.println("ManDecoratorB类");
}
}

Test:

public class Test
{
public static void main(String[] args)
{
Man man = new Man();
ManDecoratorA md1 = new ManDecoratorA();
ManDecoratorB md2 = new ManDecoratorB();

md1.setPerson(man);
md2.setPerson(md1);
md2.eat();
}
}

result:

男人在吃
再吃一顿饭
ManDecoratorA类
===============
ManDecoratorB类

外观模式

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，这个接口使得这个子系统更加容易使用。

适用性:

1.当你要为一个复杂子系统提供一个简单接口时。子系统往往因为不断演化而变得越来越复杂。大多数模式使用时都会产生更多更小的类。这使得子系统更具可重用性，也更容易对子系统进行定制，但这也给一些不需要定制子系统的用户带来一些使用上的困难。Facade可以提供一个简单的缺省视图，这一视图对大多数用户来说已经足够，而那些需要更多的可定制性的用户可以越过facade层。

2.客户程序与抽象类的实现部分之间存在着很大的依赖性。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。如果子系统之间是相互依赖的，你可以让它们仅通过facade进行通讯，从而简化了它们之间的依赖关系。

参与者：

1.Service:服务所用的接口

2.Facade：知道哪些子系统类负责处理请求。将客户的请求代理给适当的子系统对象。

3.Subsystemclasses：实现子系统的功能。处理由Facade对象指派的任务。没有facade的任何相关信息；即没有指向facade的指针。

类图



Service：

public interface ServiceA
{
void methodA();
}

public interface ServiceB
{
void methodB();
}

public interface ServiceC
{
void methodC();
}

Facade:

public class Facade
{

ServiceA sa;

ServiceB sb;

ServiceC sc;

public Facade()
{
sa = new ServiceAImpl();
sb = new ServiceBImpl();
sc = new ServiceCImpl();
}

public void methodA()
{
sa.methodA();
sb.methodB();
}

public void methodB()
{
sb.methodB();
sc.methodC();
}

public void methodC()
{
sc.methodC();
sa.methodA();
}
}

Subsystemclasses:

public class ServiceAImpl implements ServiceA
{

public void methodA()
{
System.out.println("这是服务A");
}
}

public class ServiceBImpl implements ServiceB
{

public void methodB()
{
System.out.println("这是服务B");
}
}

public class ServiceCImpl implements ServiceC
{

public void methodC()
{
System.out.println("这是服务C");
}
}

Test:

public class Test
{

public static void main(String[] args)
{
ServiceA sa = new ServiceAImpl();
ServiceB sb = new ServiceBImpl();

sa.methodA();
sb.methodB();

System.out.println("========");
// facade
Facade facade = new Facade();
facade.methodA();
facade.methodB();
}
}

result:

这是服务A
这是服务B
========
这是服务A
这是服务B
这是服务B
这是服务C

享元模式

运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象。

适用性:

当都具备下列情况时，使用Flyweight模式：

1.一个应用程序使用了大量的对象

2.完全由于使用大量的对象，造成很大的存储开销

3.对象的大多数状态都可变为外部状态

4.如果删除对象的外部状态，那么可以使相对较少的共享对象取代很多组对象。

5.应用程序不依赖于对象标识。由于Flyweight对象可以被共享，对于概念上明显有别的对象，标识测试将返回真值。

参与者：

1.Flyweight：描述一个接口，通过这个接口flyweight可以接受并作用于外部状态。

2.ConcreteFlyweight：实现Flyweight接口，并为内部状态（如果有的话）增加存储空间。Concrete*lyweight对象必须是可共享的。它所存储的状态必须是内部的；即，它必须独立于ConcreteFlyweight对象的场景。

3.UnsharedConcreteFlyweight：并非所有的Flyweight子类都需要被共享。Flyweight接口使共享成为可能，但它并不强制共享。在Flyweight对象结构的某些层次，UnsharedConcreteFlyweight对象通常将ConcreteFlyweight对象作为子节点。

4.FlyweightFactory：创建并管理flyweight对象。确保合理地共享flyweight。当用户请求一个flyweight时，FlyweightFactory对象提供一个已创建的实例或者创建一个（如果不存在的话）。

类图：



Flyweight

public interface Flyweight
{
void action(int arg);
}

ConcreteFlyweight

public class FlyweightImpl implements Flyweight
{

public void action(int arg)
{
// T*DO Auto-genera*ed method stub
System.out.println("参数值: " + arg);
}
}

FlyweightFactory

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class FlyweightFactory
{

private static Map flyweights = new HashMap();

public FlyweightFactory(String arg)
{
flyweights.put(arg, new FlyweightImpl());
}

public static Flyweight getFlyweight(String key)
{
if (flyweights.get(key) == null)
{
flyweights.put(key, new FlyweightImpl());
}
return (Flyweight) flyweights.get(key);
}

public static int getSize()
{
return flyweights.size();
}
}

Test

public class Test
{

public static void main(String[] args)
{
// TODO Auto-generated method stub
Flyweight fly1 = FlyweightFactory.getFlyweight("a");
fly1.action(1);

Flyweight fly2 = FlyweightFactory.getFlyweight("a");
System.out.println(fly1 == fly2);

Flyweight fly3 = FlyweightFactory.getFlyweight("b");
fly3.action(2);

Flyweight fly4 = FlyweightFactory.getFlyweight("c");
fly4.action(3);

Flyweight fly5 = FlyweightFactory.getFlyweight("d");
fly5.action(4);

System.out.println(FlyweightFactory.getSize());
}
}

result

参数值: 1
true
参数值: 2
参数值: 3
参数值: 4
4

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。

适用性：

1.远程代理（RemoteProxy）为一个对象在不同的地址空间提供局部代表。

2.虚代理（VirtualProxy）根据需要创建开销很大的对象。

3.保护代理（ProtectionProxy）控制对原始对象的访问。

4.智能指引（SmartReference）取代了简单的指针，它在访问对象时执行一些附加操作。

参与者：

1.Proxy：保存一个引用使得代理可以访问实体。若RealSubject和Subject的接口相同，Proxy会引用Subject。提供一个与Subject的接口相同的接口，这样代理就可以用来替代实体。控制对实体的存取，并可能负责创建和删除它。其他功能依赖于代理的类型。

2.RemoteProxy：负责对请求及其参数进行编码，并向不同地址空间中的实体发送已编码的请求。

3.VirtualProxy：可以缓存实体的附加信息，以便延迟对它的访问。

4.ProtectionProxy：检查调用者是否具有实现一个请求所必需的访问权限。

5.Subject:定义RealSubject和Proxy的共用接口，这样就在任何使用RealSubject的地方都可以使用Proxy。

6.RealSubject:定义Proxy所代表的实体。

类图：



Proxy

public class ProxyObject implements Object
{
Object obj;

public ProxyObject()
{
System.out.println("这是代理类");
obj = new ObjectImpl();
}

public void action()
{
System.out.println("代理开始");
obj.action();
System.out.println("代理结束");
}
}

Subject

public interface Object
{
void action();
}

RealSubject

public class ObjectImpl implements Object
{

public void action()
{
System.out.println("========");
System.out.println("========");
System.out.println("这是被代理的类");
System.out.println("========");
System.out.println("========");
}
}

Test

public class Test
{
public static void main(String[] args)
{
Object obj = new ProxyObject();
obj.action();
}
}

result

这是代理类
代理开始
========
========
这是被代理的类
========
========
代理结束