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设计模式-结构型模式的要点/结构/适用范围

2017-08-20 11:47 477 查看

序言

通过这篇文章总结结构型模式的要点、结构和适用范围。接下来会就具体每一种设计模式进行学习。

结构型模式的分类

适配器模式

桥接模式

组合模式/合成模式

装饰模式

外观模式/门面模式

享元模式

代理模式

1. 适配器模式

结构



类适配器使用多重继承对一个接口和另一个接口进行适配



对象适配器依赖于对象组合

举例

充电器(手机和220V电压)

jdbc-odbc桥

要点

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可以一起工作。

将两个不兼容的类纠合在一起使用,属于结构型模式。需要Adaptee(被适配者)和Adaptor(适配器)两个身份。

适用范围

你想使用一个已经存在的类,而它的接口不符合你的需求。

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(即那些接口可能不一定兼容的类)协同工作。

(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。

2. 桥接模式

结构



桥接模式示意图

举例

jdbc驱动程序

要点

抽象部分与它的实现部分分离,使它们都可以独立的变化。

将两者之间的强关联变成弱关联,也就是指在一个软件系统的抽象化和实现化之间使用组合/聚合关系而不是继承关系,从而使两者可以独立的变化。

适用范围

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被选择或者切换。

类的抽象以及它的实现都可以通过生成子类的方法加以扩充。这时桥接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。

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。

(C++)你想对客户完全隐藏抽象的实现部分。在C++中,类的表示在类接口中是可见的。

你想在多个对象之间共享实现(可能使用引用计数),但同时要求客户不知道这一点。

3. 组合模式

结构



组合模式示意图



典型的Composite对象结构如下图所示

举例

Windows的目录树(文件系统)

要点

将对象组合成树形结构以表示“部分-整
c2e0
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。

适用范围

你想表示对象的部分-整体层次结构。

你希望用户忽略组合对象和单个对象的不同,用户将统一地使用组合结构中的所有对象。

4. 装饰模式

结构



装饰模式示意图

举例

在visio中文件可以使用背景进行装饰

变废为宝

要点

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加灵活。

这些功能/职责需要由用户动态决定加入的方式和时机。Decorator提供了”即插即用”的方法,在运行期间决定何时增加何种功能。

适用范围

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。

处理那些可以撤销的职责。

当不能采用生成子类的方法进行扩充时。一种情况是,可能有大量独立的扩展,为支持每一种组合将产生大量的子类,使得子类数目呈爆炸式增长。另一种情况可能是因为类定义被隐藏,或类定义不能用于生成子类。

5. 门面/外观模式

结构



门面模式示意图



门面模式举例

举例

Facade典型应用就是数据库JDBC的应用和Session的应用

要点

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容易使用。

外部与一个子系统的通信必须通过一个统一的门面对象进行。

适用范围

当你要为一个复杂子系统一共一个简单接口时。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,但这也给那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。

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。

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。如果子系统之间相互依赖,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。

6. 享元模式

结构



享元模式示意图



享元模式的共享方法

举例

字体的26个字母和各自的斜体等

(物理上每个字符共享一个flyweight对象,而这个对象出现在文档结构中的不同地方。一个特定字符对象的每次出现都指向同一个实例,这个实例位于flyweight对象的共享池中)

要点

运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象。

适用范围

Flyweight模式的有效性很大程度上取决于如何使用它以及在何处使用它。当以下情况都成立时使用Flyweight模式

一个应用程序使用了大量的对象。

完全由于使用大量的对象,造成很大的存储开销。

对象的大多数状态都可变为外部状态。

如果删除对象的外部状态,那么可以用相对较少的共享对象取代很多组对象。

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

7. 代理模式

结构



代理模式示意图



代理模式结构

举例

用代理服务器连接出网

销售代理(厂商)

律师代理(客户)

枪手

foxmail

要点

为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。

代理模式可以并不知道真正的被代理对象,而仅仅持有一个被代理对象的接口,这时候代理对象不能够创建被代理对象,被代理对象必须有系统的其他角色代为创建并传入。

适用范围

在需要用比较通用和复杂的对象指针代替简单的指针的时候,使用代理模式。下面是一些可以使用代理模式常见情况:

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

虚代理(virtual proxy)根据需要创建开销很大的对象。

保护代理(protection proxy)控制对原始对象的访问。保护代理用于对象应该有不同的访问权限的时候。

智能指引(smart reference)取代了简单的指针,它在访问对象时执行一些附加操作。典型用途包括:

对指向实际对象的引用计数,这样当该对象没有引用时,可以自动释放它(也称为smart pointers)

当第一次引用一个持久对象时,将它装入内存

在访问一个实际对象前,检查是否已经锁定了它,以确保其他对象不能改变它。

Acknoeledgements:

http://blog.csdn.net/mr_rog/article/details/41456373

《设计模式-可复用面向对象软件的基础》,机械工业出版社,GoF.

2017.08.20
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