Java设计模式之结构模式

Posted 2020-10-11 何必怀念

一、外观模式

分析：外观模式是为子系统的一组接口提供一个统一的界面，数据库JDBC连接应用就是外观模式的一个典型例子，
特点：降低系统的复杂度，增加灵活性。
结果：代码示例：

public class DBCompare {
　　Connection conn = null;
　　PreparedStatement prep = null;
　　ResultSet rset = null; 
　　try {
　　 　　Class.forName( "<driver>" ).newInstance();
　　　　 conn = DriverManager.getConnection( "<database>" );
　　　　
　　　　 String sql = "SELECT * FROM <table> WHERE <column name> = ?";
　　　　 prep = conn.prepareStatement( sql );
　　　　 prep.setString( 1, "<column value>" );
　　　　 rset = prep.executeQuery();
　　　　 if( rset.next() ) {
　　　　　　　　System.out.println( rset.getString( "<column name" ) );
　　　　　}
　　} catch( SException e ) {
　　　　 e.printStackTrace();
　　} finally {
　　　　 rset.close();
　　　　 prep.close();
　　　　 conn.close();
　　}
}
-----------------------
-- 修改后的统一接口
public class DBCompare {

　 String sql = "SELECT * FROM <table> WHERE <column name> = ?";　　

　　try {
　　 　　mysql msql=new mysql(sql);
　　　　 msql.setString( 1, "<column value>" );
　　　　 rset = msql.executeQuery();
　　　　 if( rset.next() ) {
　　　　　　　　System.out.println( rset.getString( "<column name" ) );
　　　　　}
　　} catch( SException e ) {
　　　　 e.printStackTrace();
　　} finally {
　　　　 mysql.close();
　　　　 mysql=null;
　　}
}

二、代理模式

分析：代理模式是比较有用途的一种模式，而且变种多样，用途从小的架构设计到系统的大架构设计基本上都覆盖了，
为什么需要使用代理模式？一、授权机制（访问权限） 二、某个客户端不能直接操作到那个对象，但又和那个对象有所互动（
通过中间代理处理这种操作）。
结果：代码示例:

-- 定义权限的用户
public class ForumPermissions implements Cacheable {
/**
* Permission to read object.
*/
public static final int READ = 0;

/**
* Permission to administer the entire sytem.
*/
public static final int SYSTEM_ADMIN = 1;

/**
* Permission to administer a particular forum.
*/
public static final int FORUM_ADMIN = 2;

/**
* Permission to administer a particular user.
*/
public static final int USER_ADMIN = 3;

/**
* Permission to administer a particular group.
*/
public static final int GROUP_ADMIN = 4;

/**
* Permission to moderate threads.
*/
public static final int MODERATE_THREADS = 5;

/**
* Permission to create a new thread.
*/
public static final int CREATE_THREAD = 6;

/**
* Permission to create a new message.
*/
public static final int CREATE_MESSAGE = 7;

/**
* Permission to moderate messages.
*/
public static final int MODERATE_MESSAGES = 8;

.....

public boolean isSystemOrForumAdmin() {
　　return (values[FORUM_ADMIN] || values[SYSTEM_ADMIN]);
}

.....

}
-- 只有管理员才有权限操作
public class ForumProxy implements Forum {

private ForumPermissions permissions;
private Forum forum; 
this.authorization = authorization; 

public ForumProxy(Forum forum, Authorization authorization,
ForumPermissions permissions)
{
this.forum = forum;
this.authorization = authorization;
this.permissions = permissions;
}

.....

public void setName(String name) throws UnauthorizedException,
ForumAlreadyExistsException
{
　　//只有是系统或论坛管理者才可以修改名称
　　if (permissions.isSystemOrForumAdmin()) {
　　　　forum.setName(name);
　　}
　　else {
　　　　throw new UnauthorizedException();
　　}
}

三、适配器模式

说明：适配器模式是将两个不兼容的类纠合在一起使用，同时也属于结构性模式，一个是适配者和宁一个是被适配者两者
身份结合在一起。
为何使用？
我们经常会遇到两个没有关系的类会联系在一起使用，第一个解决方法就是，修改各自的接口类，但是我们没有源代码，或者，我们
不会为了一个应用修改这个接口类，那这种情况下，就该考虑使用适配器模式
如何使用？
用组合和继承的方法去使用该模式
结果：代码示例：

-- 两个没有关系的类
public class SquarePeg{
　　public void insert(String str){
　　　　System.out.println("SquarePeg insert():"+str);
　　}

}

public class RoundPeg{
　　public void insertIntohole(String msg){
　　　　System.out.println("RoundPeg insertIntoHole():"+msg);
}
}
-- 继承关系实现
public class PegAdapter extends SquarePeg{

　　private RoundPeg roundPeg;

　　public PegAdapter(RoundPeg peg)(this.roundPeg=peg;)

　　public void insert(String str){super.insert(str); roundPeg.insertIntoHole(str);}

}

--第二种方式，通过接口实现的方式
-- 两个没有联系的接口类
public interface IRoundPeg{
　　public void insertIntoHole(String msg);

}

public interface ISquarePeg{
　　public void insert(String str);

}
-- 实现该接口的方法和熟悉
public class SquarePeg implements ISquarePeg{
　　public void insert(String str){
　　　　System.out.println("SquarePeg insert():"+str);
　　}

}

public class RoundPeg implements IRoundPeg{
　　public void insertIntohole(String msg){
　　　　System.out.println("RoundPeg insertIntoHole():"+msg);
　　}
}
-- 适配器模式类，实现两个没有联系的接口类
public class PegAdapter implements IRoundPeg,ISquarePeg{

　　private RoundPeg roundPeg;
　　private SquarePeg squarePeg;

　　// 构造方法
　　public PegAdapter(RoundPeg peg){this.roundPeg=peg;}
　　// 构造方法
　　public PegAdapter(SquarePeg peg)(this.squarePeg=peg;)

　　public void insert(String str){ roundPeg.insertIntoHole(str);}

}

四、组合模式

分析：组合模式可以这样理解，在我们程序中常用的js前端的应用，大部分都是树型结构的，而组合模式就相当于
树型结构的模式，通过迭代器遍历出来。
组合模式的优势：使客户端调用简单，更容易在组合过程中加入部件属性和方法。
结果：代码示例：

---定义抽象类
public abstract class Equipment
{
　　private String name; 
　　//实价
　　public abstract double netPrice();
　　//折扣价格
　　public abstract double discountPrice();
　　//增加部件方法　　
　　public boolean add(Equipment equipment) { return false; }
　　//删除部件方法
　　public boolean remove(Equipment equipment) { return false; }
　　//注意这里，这里就提供一种用于访问组合体类的部件方法。
　　public Iterator iter() { return null; }
　　
　　public Equipment(final String name) { this.name=name; }
}
-- 继承该抽象类
public class Disk extends Equipment
{
　　public Disk(String name) { super(name); }
　　//定义Disk实价为1
　　public double netPrice() { return 1.; }
　　//定义了disk折扣价格是0.5 对折。
　　public double discountPrice() { return .5; }
}

五、装饰者模式

分析：装饰者模式是给对象添加额外的一些职责，就像在墙上刷油漆，使用装饰者模式比生成子类实现的都灵活
为什么要使用装饰者模式？
我们通常可以继承来实现功能的拓展，若这些功能的拓展比较多，那么势必生成很多子类，增加系统的复杂性，
使用装饰者模式可以将一些功能动态的加入，提供了"即插即用"的方法，在程序运行期间可以随时插入新增一些
功能。
结果：代码示例

----定义接口
public interface Work
{ 
　　public void insert();

}

--接口类的实现

public class SquarePeg implements Work{
　　public void insert(){
　　　　System.out.println("方形桩插入");
　　}
}

--装饰者模式额外添加的功能
public class Decorator implements Work{

　　private Work work;
　　//额外增加的功能被打包在这个List中
　　private ArrayList others = new ArrayList();

　　//在构造器中使用组合new方式,引入Work对象;
　　public Decorator(Work work)
　　{
　　　　this.work=work;
　　 
　　　　others.add("挖坑");

　　　　others.add("钉木板");
　　}

　　public void insert(){

　　　　newMethod();
　　}

　　
　　//在新方法中,我们在insert之前增加其他方法,这里次序先后是用户灵活指定的 　　 
　　public void newMethod()
　　{
　　　　otherMethod();
　　　　work.insert();


　　} 
　　public void otherMethod()
　　{
　　　　ListIterator listIterator = others.listIterator();
　　　　while (listIterator.hasNext())
　　　　{
　　　　　　System.out.println(((String)(listIterator.next())) + " 正在进行");
　　　　}

　　} 
}

六、桥接模式

分析：任何事物对象都有抽象和行为之分，例如人，人是一种抽象，人分男人和女人等；人有行为，行为也有各种体现，
所以，人与人的行为这两个概念也反映了抽象与行为之分。在面向对象设计中，对象概念实际是由属性与行为两个部分组成的，
属性我们可以认为是一种静止的，是一种抽象，一般情况下，行为是包含在一个对象中的，但是，在有的情况下，
我们需要将这些行为也进行归类，形成一个总的行为接口，这也是桥接模式的优势。
为什么使用桥接模式？
不希望抽象部分和行为有一种固定的绑定联系，而是应该可以动态联系的。
结果：代码示例：

-- 抽象接口类
public abstract class Coffee
{
　　 CoffeeImp coffeeImp;

　　 public void setCoffeeImp() {
　　　　 this.CoffeeImp = CoffeeImpSingleton.getTheCoffeImp();
　　 }

　　public CoffeeImp getCoffeeImp() {return this.CoffeeImp;}

　　 public abstract void pourCoffee();
}

public abstract class CoffeeImp
{
　　 public abstract void pourCoffeeImp();
}
--- 继承类
public class MediumCoffee extends Coffee
{
　　 public MediumCoffee() {setCoffeeImp();}

　　 public void pourCoffee()
　　 {
　　　　 CoffeeImp coffeeImp = this.getCoffeeImp();
　　　　 //我们以重复次数来说明是冲中杯还是大杯 ,重复2次是中杯
　　　　 for (int i = 0; i < 2; i++)
　　　　 {

　　　　　　coffeeImp.pourCoffeeImp();
　　　　}
　　
　　 }
}
//大杯
public class SuperSizeCoffee extends Coffee
{
　　 public SuperSizeCoffee() {setCoffeeImp();}

　　 public void pourCoffee()
　　 {
　　　　 CoffeeImp coffeeImp = this.getCoffeeImp();
　　　　 //我们以重复次数来说明是冲中杯还是大杯 ,重复5次是大杯
　　　　 for (int i = 0; i < 5; i++)
　　　　 {

　　　　　　coffeeImp.pourCoffeeImp();
　　　　}
　　
　　 }
}
-- 主方法
public static void main(String[] args){

MediumCoffee mediumCoffee = new MediumCoffee();
mediumCoffee.pourCoffee();
}

七、享元模式

分析：享元模式是避免大量拥有相同的小类的开销（如耗费内存），使大家共享一个类（元类）
为什么使用？
该模式是提高效率和性能的模式，会大大加快程序的运行速度，应用场合很多，比如你要从数据库读取一系列
字符窜，这些字符窜是有许多是重复的，因此，将这些字符窜存储在池中。
结果：代码示例：

--接口定义
 public interface Flyweight 
{
　　public void operation( ExtrinsicState state );
}

//用于本模式的抽象数据类型(自行设计)
public interface ExtrinsicState { }

--实现该接口
public class ConcreteFlyweight implements Flyweight {
　　private IntrinsicState state; 
　　
　　public void operation( ExtrinsicState state ) 
　　{ 
　　　　　　//具体操作
　　}
}


-- 享元模式类
public class FlyweightFactory { 
　　//Flyweight pool
　　private Hashtable flyweights = new Hashtable(); 

　　public Flyweight getFlyweight( Object key ) { 
　　　　Flyweight flyweight = (Flyweight) flyweights.get(key); 
　　　　if( flyweight == null ) {
　　　　　　//产生新的ConcreteFlyweight
　　　　　　flyweight = new ConcreteFlyweight(); 
　　　　　　flyweights.put( key, flyweight ); 
　　　　} 
　　　　return flyweight; 
　　} 
} 
-- 主方法（实现 享元模式）
public static void main(String[] args)
{
  FlyweightFactory factory = new FlyweightFactory(); 
Flyweight fly1 = factory.getFlyweight( "Fred" ); 
Flyweight fly2 = factory.getFlyweight( "Wilma" );
}