23种设计模式(四 结构型模式——代理模式、适配器模式)

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结构型模式

结构型模式描述如何将类或对象按某种布局组成更大的结构。它分为类结构型模式和对象结构型模式,前者采用继承机制来组织接口和类,后者釆用组合或聚合来组合对象。

由于组合关系或聚合关系比继承关系耦合度低,满足“合成复用原则”,所以对象结构型模式比类结构型模式具有更大的灵活性。

结构型模式分为以下 7 种:

  • 代理(Proxy)模式:为某对象提供一种代理以控制对该对象的访问。即客户端通过代理间接地访问该对象,从而限制、增强或修改该对象的一些特性。
  • 适配器(Adapter)模式: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。
  • 桥接(Bridge)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的,从而降低了抽象和实现这两个可变维度的耦合度。
  • 装饰(Decorator)模式:动态地给对象增加一些职责,即增加其额外的功能。
  • 外观(Facade)模式:为多个复杂的子系统提供一个一致的接口,使这些子系统更加容易被访问。
  • 享元(Flyweight)模式:运用共享技术来有效地支持大量细粒度对象的复用。
  • 组合(Composite)模式:将对象组合成树状层次结构,使用户对单个对象和组合对象具有一致的访问性。

代理模式

代理模式的定义: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。

代理模式的主要优点

  • 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;
  • 代理对象可以扩展目标对象的功能;
  • 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;

其主要缺点

  • 在客户端和目标对象之间增加一个代理对象,会造成请求处理速度变慢;
  • 增加了系统的复杂度;

模式的结构

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。

模式的应用

例1】韶关“天街e角”公司是一家婺源特产公司的代理公司,用代理模式实现。

分析:本实例中的“婺源特产公司”经营许多婺源特产,它是真实主题,提供了显示特产的 display()

方法,可以用窗体程序实现(点此下载该实例所要显示的图片)。而韶关“天街e角”公司是婺源特产公司特产的代理,通过调用婺源特产公司的 display() 方法显示代理产品,当然它可以增加一些额外的处理,如包裝或加价等。客户可通过“天街e角”代理公司间接访问“婺源特产公司”的产品,图 2 所示是公司的结构图。

适配器模式

适配器模式(Adapter)的定义如下: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。适配器模式分为类结构型模式和对象结构型模式两种,前者类之间的耦合度比后者高,且要求程序员了解现有组件库中的相关组件的内部结构,所以应用相对较少些。

定义与优点

该模式的主要优点如下。

  • 客户端通过适配器可以透明地调用目标接口。
  • 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。
  • 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。

其缺点是:对类适配器来说,更换适配器的实现过程比较复杂。

模式的结构

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。

模式的应用

【例1】用适配器模式(Adapter)模拟新能源汽车的发动机。

分析:新能源汽车的发动机有电能发动机(Electric Motor)和光能发动机(Optical Motor)等,各种发动机的驱动方法不同,例如,电能发动机的驱动方法 electricDrive() 是用电能驱动,而光能发动机的驱动方法 opticalDrive() 是用光能驱动,它们是适配器模式中被访问的适配者。

客户端希望用统一的发动机驱动方法 drive() 访问这两种发动机,所以必须定义一个统一的目标接口 Motor,然后再定义电能适配器(Electric Adapter)和光能适配器(Optical Adapter)去适配这两种发动机。

我们把客户端想访问的新能源发动机的适配器的名称放在 XML 配置文件中(点此下载 XML 文件),客户端可以通过对象生成器类 ReadXML 去读取。这样,客户端就可以通过 Motor 接口随便使用任意一种新能源发动机去驱动汽车,所示是其结构图。

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* 《大话设计模式》:  https://t00y.com/file/22083442-403125607
* 《深入浅出设计模式》: https://t00y.com/file/22083442-403125625