本文介绍了结构型设计模式，包括适配器、桥接、组合、装饰和外观模式。详细阐述了各模式的意图，给出了类图和实现代码示例，如适配器将火鸡叫声适配成鸭子叫声，桥接分离遥控器和电视实现等，还提及了装饰和外观模式的设计原则。
四、结构型
1. 适配器（Adapter）
Intent
把一个类接口转换成另一个用户需要的接口。
Implementation
鸭子（Duck）和火鸡（Turkey）拥有不同的叫声，Duck 的叫声调用 quack() 方法，而 Turkey 调用 gobble() 方法。
要求将 Turkey 的 gobble() 方法适配成 Duck 的 quack() 方法，从而让火鸡冒充鸭子！
public interface Duck {
void quack();
}
public interface Turkey {
void gobble();
}
public class WildTurkey implements Turkey {
@Override
public void gobble() {
System.out.println("gobble!");
}
}
public class WildTurkey implements Turkey {
@Override
public void gobble() {
System.out.println("gobble!");
}
}
public class Client {
public static void main(String[] args) {
Turkey turkey = new WildTurkey();
Duck duck = new TurkeyAdapter(turkey);
duck.quack();
}
}
2. 桥接（Bridge）
Intent
将抽象与实现分离开来，使它们可以独立变化。
Class Diagram
- Abstraction：定义抽象类的接口
- Implementor：定义实现类接口
Implementation
RemoteControl 表示遥控器，指代 Abstraction。
TV 表示电视，指代 Implementor。
桥接模式将遥控器和电视分离开来，从而可以独立改变遥控器或者电视的实现。
public abstract class TV {
public abstract void on();
public abstract void off();
public abstract void tuneChannel();
}
public class Sony extends TV {
@Override
public void on() {
System.out.println("Sony.on()");
}
@Override
public void off() {
System.out.println("Sony.off()");
}
@Override
public void tuneChannel() {
System.out.println("Sony.tuneChannel()");
}
}
public class RCA extends TV {
@Override
public void on() {
System.out.println("RCA.on()");
}
@Override
public void off() {
System.out.println("RCA.off()");
}
@Override
public void tuneChannel() {
System.out.println("RCA.tuneChannel()");
}
}
public abstract class RemoteControl {
protected TV tv;
public RemoteControl(TV tv) {
this.tv = tv;
}
public abstract void on();
public abstract void off();
public abstract void tuneChannel();
}
public class ConcreteRemoteControl1 extends RemoteControl {
public ConcreteRemoteControl1(TV tv) {
super(tv);
}
@Override
public void on() {
System.out.println("ConcreteRemoteControl1.on()");
tv.on();
}
@Override
public void off() {
System.out.println("ConcreteRemoteControl1.off()");
tv.off();
}
@Override
public void tuneChannel() {
System.out.println("ConcreteRemoteControl1.tuneChannel()");
tv.tuneChannel();
}
}
public class ConcreteRemoteControl2 extends RemoteControl {
public ConcreteRemoteControl2(TV tv) {
super(tv);
}
@Override
public void on() {
System.out.println("ConcreteRemoteControl2.on()");
tv.on();
}
@Override
public void off() {
System.out.println("ConcreteRemoteControl2.off()");
tv.off();
}
@Override
public void tuneChannel() {
System.out.println("ConcreteRemoteControl2.tuneChannel()");
tv.tuneChannel();
}
}
public class Client {
public static void main(String[] args) {
RemoteControl remoteControl1 = new ConcreteRemoteControl1(new RCA());
remoteControl1.on();
remoteControl1.off();
remoteControl1.tuneChannel();
RemoteControl remoteControl2 = new ConcreteRemoteControl2(new Sony());
remoteControl2.on();
remoteControl2.off();
remoteControl2.tuneChannel();
}
}
3. 组合（Composite）
Intent
将对象组合成树形结构来表示“整体/部分”层次关系，允许用户以相同的方式处理单独对象和组合对象。
Class Diagram
组件（Component）类是组合类（Composite）和叶子类（Leaf）的父类，可以把组合类看成是树的中间节点。
组合对象拥有一个或者多个组件对象，因此组合对象的操作可以委托给组件对象去处理，而组件对象可以是另一个组合对象或者叶子对象。
Implementation
public abstract class Component {
protected String name;
public Component(String name) {
this.name = name;
}
public void print() {
print(0);
}
abstract void print(int level);
abstract public void add(Component component);
abstract public void remove(Component component);
}
public class Composite extends Component {
private List<Component> child;
public Composite(String name) {
super(name);
child = new ArrayList<>();
}
@Override
void print(int level) {
for (int i = 0; i < level; i++) {
System.out.print("--");
}
System.out.println("Composite:" + name);
for (Component component : child) {
component.print(level + 1);
}
}
@Override
public void add(Component component) {
child.add(component);
}
@Override
public void remove(Component component) {
child.remove(component);
}
}
public class Leaf extends Component {
public Leaf(String name) {
super(name);
}
@Override
void print(int level) {
for (int i = 0; i < level; i++) {
System.out.print("--");
}
System.out.println("left:" + name);
}
@Override
public void add(Component component) {
throw new UnsupportedOperationException(); // 牺牲透明性换取单一职责原则，这样就不用考虑是叶子节点还是组合节点
}
@Override
public void remove(Component component) {
throw new UnsupportedOperationException();
}
}
public class Client {
public static void main(String[] args) {
Composite root = new Composite("root");
Component node1 = new Leaf("1");
Component node2 = new Composite("2");
Component node3 = new Leaf("3");
root.add(node1);
root.add(node2);
root.add(node3);
Component node21 = new Leaf("21");
Component node22 = new Composite("22");
node2.add(node21);
node2.add(node22);
Component node221 = new Leaf("221");
node22.add(node221);
root.print();
}
}
Composite:root
--left:1
--Composite:2
----left:21
----Composite:22
------left:221
--left:3
4. 装饰（Decorator）
Intent
为对象动态添加功能。
Class Diagram
装饰者（Decorator）和具体组件（ConcreteComponent）都继承自组件（Component），具体组件的方法实现不需要依赖于其它对象，而装饰者组合了一个组件，这样它可以装饰其它装饰者或者具体组件。所谓装饰，就是把这个装饰者套在被装饰者之上，从而动态扩展被装饰者的功能。装饰者的方法有一部分是自己的，这属于它的功能，然后调用被装饰者的方法实现，从而也保留了被装饰者的功能。可以看到，具体组件应当是装饰层次的最低层，因为只有具体组件的方法实现不需要依赖于其它对象。
Implementation
设计不同种类的饮料，饮料可以添加配料，比如可以添加牛奶，并且支持动态添加新配料。每增加一种配料，该饮料的价格就会增加，要求计算一种饮料的价格。
下图表示在 DarkRoast 饮料上新增新添加 Mocha 配料，之后又添加了 Whip 配料。DarkRoast 被 Mocha 包裹，Mocha 又被 Whip 包裹。它们都继承自相同父类，都有 cost() 方法，外层类的 cost() 方法调用了内层类的 cost() 方法。
public interface Beverage {
double cost();
}
public class DarkRoast implements Beverage {
@Override
public double cost() {
return 1;
}
}
public class HouseBlend implements Beverage {
@Override
public double cost() {
return 1;
}
}
public abstract class CondimentDecorator implements Beverage {
protected Beverage beverage;
}
public class Milk extends CondimentDecorator {
public Milk(Beverage beverage) {
this.beverage = beverage;
}
@Override
public double cost() {
return 1 + beverage.cost();
}
}
public class Mocha extends CondimentDecorator {
public Mocha(Beverage beverage) {
this.beverage = beverage;
}
@Override
public double cost() {
return 1 + beverage.cost();
}
}
public class Client {
public static void main(String[] args) {
Beverage beverage = new HouseBlend();
beverage = new Mocha(beverage);
beverage = new Milk(beverage);
System.out.println(beverage.cost());
}
}
3.0
设计原则
类应该对扩展开放，对修改关闭：也就是添加新功能时不需要修改代码。饮料可以动态添加新的配料，而不需要去修改饮料的代码。
不可能把所有的类设计成都满足这一原则，应当把该原则应用于最有可能发生改变的地方。
5. 外观（Facade）
Intent
提供了一个统一的接口，用来访问子系统中的一群接口，从而让子系统更容易使用。
Implementation
观看电影需要操作很多电器，使用外观模式实现一键看电影功能。
public class SubSystem {
public void turnOnTV() {
System.out.println("turnOnTV()");
}
public void setCD(String cd) {
System.out.println("setCD( " + cd + " )");
}
public void startWatching(){
System.out.println("startWatching()");
}
}
public class Facade {
private SubSystem subSystem = new SubSystem();
public void watchMovie() {
subSystem.turnOnTV();
subSystem.setCD("a movie");
subSystem.startWatching();
}
}
public class Client {
public static void main(String[] args) {
Facade facade = new Facade();
facade.watchMovie();
}
}
设计原则
最少知识原则：只和你的密友谈话。也就是说客户对象所需要交互的对象应当尽可能少
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