04-04 18:55 The University of Queensland Java 发布于广东

关注

结构型设计模式

一适配器模式

适配器模式是一种结构型设计模式，它能使接口不兼容的对象相互合作。适配器模式主要有类适配器模式、对象适配器模式和接口适配器模式。

类适配器模式

类适配器模式通过继承来实现适配，适配器类继承自被适配者类并实现目标接口。 alt

说明

目标接口（Target）：定义了客户端所期望的接口方法 request()。
被适配者类（Adaptee）：包含了客户端需要使用的特定功能方法 specificRequest()。
适配器类（ClassAdapter）：继承自 Adaptee 类并实现 Target 接口，在 request() 方法中调用 Adaptee 类的 specificRequest() 方法，完成适配。
客户端类（Client）：依赖于 Target 接口，通过调用 Target 接口的 request() 方法来使用适配后的功能。

对象适配器模式

对象适配器模式通过组合来实现适配，适配器类持有被适配者类的对象。 alt

说明

目标接口（Target）：同上述类适配器模式中的 Target 接口，定义了客户端期望的接口方法 request()。
被适配者类（Adaptee）：包含特定功能方法 specificRequest()。
适配器类（ObjectAdapter）：实现 Target 接口，持有一个 Adaptee 类的对象，在 request() 方法中调用该对象的 specificRequest() 方法，实现适配。
客户端类（Client）：依赖于 Target 接口，通过调用 Target 接口的 request() 方法使用适配后的功能。

接口适配器模式（缺省适配器模式）

接口适配器模式适用于当一个接口中有多个方法，但客户端只需要使用其中一部分方法的情况。通过创建一个抽象类实现该接口，并为接口的每个方法提供默认实现，客户端可以继承该抽象类并选择性地重写需要的方法。 alt

说明

目标接口（TargetInterface）：定义了多个方法（method1()、method2()、method3()）。
抽象适配器类（AbstractAdapter）：实现 TargetInterface 接口，并为接口中的每个方法提供默认实现。
具体客户端类（ConcreteClient）：继承自 AbstractAdapter 类，选择性地重写需要的方法（这里重写了 method2()）。
客户端类（Client）：依赖于 TargetInterface 接口，通过 ConcreteClient 类来使用适配后的功能。

二桥接模式

桥接模式是一种结构型设计模式，它将抽象部分与实现部分分离，使它们可以独立地变化。 alt

代码说明

实现化接口（Implementor）：定义了实现部分的接口，声明了 operationImpl() 方法，具体的实现类需要实现该方法。
具体实现化类（ConcreteImplementorA 和 ConcreteImplementorB）：实现了 Implementor 接口，提供了具体的实现逻辑。
抽象化类（Abstraction）：包含一个指向 Implementor 接口的引用，通过构造函数注入实现化对象。定义了 operation() 方法，该方法会调用实现化对象的 operationImpl() 方法。
扩充抽象化类（RefinedAbstraction）：继承自 Abstraction 类，可以对 operation() 方法进行扩展。
客户端类（Client）：依赖于 Abstraction 类，通过调用 Abstraction 类的 operation() 方法来使用桥接模式的功能。

模式解释

桥接模式通过将抽象部分（Abstraction）和实现部分（Implementor）分离，使得它们可以独立地变化。客户端只需要与抽象部分交互，而抽象部分通过组合的方式与实现部分协作，这样在需要扩展抽象部分或实现部分时，不会影响到对方。例如，当需要添加新的实现类时，只需要实现 Implementor 接口；当需要扩展抽象部分的功能时，只需要继承 Abstraction 类。

三装饰模式

alt

装饰模式UML说明：

抽象组件（Component）
- 定义对象的接口规范
- 使用抽象类表示（带<<abstract>>标签）
具体组件（ConcreteComponent）
- 实现抽象组件接口
- 定义核心功能
抽象装饰器（Decorator）
- 继承抽象组件
- 包含组件引用（组合关系）
- 实现接口方法并调用组件功能
- 新增装饰行为预留扩展点
具体装饰器（ConcreteDecorator）
- 继承抽象装饰器
- 实现具体装饰逻辑
- 添加额外功能（如addedBehaviorA）
客户端（Client）
- 通过抽象组件接口编程
- 动态组合装饰器链

模式特点：

动态扩展：可以在运行时添加/删除装饰器
松耦合：装饰器与组件实现解耦
透明性：客户端无需区分装饰器和组件
灵活组合：多个装饰器可按任意顺序组合

典型应用场景：

Java IO流（如BufferedInputStream装饰FileInputStream）
日志增强
权限控制
动态代理（与装饰模式原理相似）

该模式通过组合替代继承，避免了类爆炸问题，同时保持了良好的扩展性。

四组合模式

组合模式是一种结构型设计模式，它允许你将对象组合成树形结构以表示“部分 - 整体”的层次结构。组合模式使得用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性。 alt

代码说明

抽象组件类（Component）：
- 定义了组件的抽象接口，包含 operation() 方法，用于执行组件的操作；add() 方法，用于向组合节点中添加子组件；remove() 方法，用于从组合节点中移除子组件；getChild() 方法，用于获取组合节点中的指定子组件。
- 该类是抽象类，叶子节点和组合节点都需要继承该类。
叶子节点类（Leaf）：
- 继承自 Component 类，实现了 operation() 方法，代表树形结构中的叶子节点，没有子组件，所以 add()、remove() 和 getChild() 方法可以不做实际操作或者抛出异常。
组合节点类（Composite）：
- 继承自 Component 类，包含一个 children 列表，用于存储子组件。
- 实现了 operation() 方法，通常会遍历所有子组件并调用它们的 operation() 方法；add() 方法用于将子组件添加到 children 列表中；remove() 方法用于从 children 列表中移除指定的子组件；getChild() 方法用于从 children 列表中获取指定索引的子组件。
客户端类（Client）：
- 依赖于 Component 类，通过调用 Component 类的方法来操作树形结构，无需关心操作的是叶子节点还是组合节点。

模式解释

组合模式通过将叶子节点和组合节点统一抽象为 Component 类，使得客户端可以以一致的方式处理单个对象和组合对象。在树形结构中，组合节点可以包含叶子节点和其他组合节点，形成递归的层次结构。客户端可以通过组合节点的 add() 和 remove() 方法动态地构建和修改树形结构。

五外观模式

外观模式是一种结构型设计模式，它为子系统中的一组接口提供一个统一的高层接口，使得子系统更易于使用。 alt

代码说明

子系统类（SubsystemA、SubsystemB、SubsystemC）：
- 每个子系统类都有自己的特定操作方法，例如 operationA()、operationB() 和 operationC()，这些方法实现了子系统的具体功能。
外观类（Facade）：
- 包含对各个子系统类的引用（subsystemA、subsystemB、subsystemC）。
- 构造函数用于初始化这些子系统对象。
- operation() 方法是外观类提供的统一接口，它会调用各个子系统的操作方法，将子系统的复杂操作封装起来，对外提供一个简单的接口。
客户端类（Client）：
- 依赖于外观类 Facade，通过调用外观类的 operation() 方法来使用子系统的功能，而不需要直接与各个子系统类进行交互。

模式解释

外观模式的核心思想是将子系统的复杂性隐藏起来，为客户端提供一个简单的接口。客户端只需要与外观类进行交互，而不需要了解子系统的具体实现细节。这样可以降低客户端与子系统之间的耦合度，提高系统的可维护性和可扩展性。

六享元模式

享元模式是一种结构型设计模式，它通过共享对象来减少内存使用和提高性能，尤其适用于存在大量细粒度对象的场景。 alt

代码说明

抽象享元类（Flyweight）：
- 定义了享元对象的接口，包含一个 operation() 方法，该方法接受一个外部状态参数 extrinsicState，用于执行享元对象的操作。
具体享元类（ConcreteFlyweight）：
- 实现了 Flyweight 接口，包含一个内部状态 intrinsicState，该状态在对象创建时初始化，并且在对象的生命周期内不会改变。
- ConcreteFlyweight 类的构造函数用于初始化内部状态，operation() 方法会结合内部状态和传入的外部状态执行具体的操作。
享元工厂类（FlyweightFactory）：
- 包含一个 flyweights 映射，用于存储已经创建的享元对象，键为对象的内部状态。
- 构造函数用于初始化 flyweights 映射。
- getFlyweight() 方法根据传入的键查找对应的享元对象，如果对象已经存在则直接返回，否则创建一个新的享元对象并存储在 flyweights 映射中，然后返回该对象。
客户端类（Client）：
- 依赖于 FlyweightFactory 类，通过调用 FlyweightFactory 的 getFlyweight() 方法来获取享元对象，并调用享元对象的 operation() 方法。

模式解释

享元模式的核心思想是将对象的状态分为内部状态和外部状态。内部状态是对象共享的部分，存储在享元对象中；外部状态是对象变化的部分，由客户端在使用时传入。通过享元工厂类来管理和共享享元对象，避免了大量重复对象的创建，从而减少了内存开销。

七代理模式

代理模式分为静态代理和动态代理，下面主要展示静态代理的类图结构，静态代理中代理类和被代理类都实现相同的接口。 alt

代码解释

抽象主题接口（Subject）：定义了真实主题和代理主题的公共接口，包含一个 request() 方法，该方法是客户端可以调用的操作。
真实主题类（RealSubject）：实现了 Subject 接口，是实际要被代理的对象，request() 方法中包含了具体的业务逻辑。
代理类（ProxySubject）：同样实现了 Subject 接口，持有一个 RealSubject 对象的引用。在 request() 方法中，它可以在调用真实主题的 request() 方法前后添加一些额外的操作，比如权限验证、日志记录等。
客户端类（Client）：依赖于 ProxySubject 类，通过代理类来间接访问真实主题的功能。