24种设计模式及案例(3)

装饰器模式（Decorator Pattern）允许向一个现有的对象添加新的功能，同时又不改变其结构。这种类型的设计模式属于结构型模式，它是作为现有的类的一个包装。

这种模式创建了一个装饰类，用来包装原有的类，并在保持类方法签名完整性的前提下，提供了额外的功能。

所以，定义属性共有两种方式，分别是【装饰器】和【静态字段】，而【装饰器】方式针对经典类和新式类又有所不同。简单说这两个装饰器的作用都是只是在给做原函数做类似打补丁的事情，当然装饰器的复杂用法也有，比如用来模仿模式匹配的效果。1、介绍弹力时，一定要把物体在外力作用时发生形状改变的事实演示好，可以演示椭圆形状玻璃瓶在用力握紧时的形状变化，也可以演示其它明显的形变实验，如矿泉水瓶的形变，握力器的形变，钢尺的形变，也可以借助媒体资料演示一些研究观察物体微小形变的方法．通过演示，介绍我们在做科学研究时，通常将微小变化“放大”以利于观察．。

意图：动态地给一个对象添加一些额外的职责。就增加功能来说，装饰器模式相比生成子类更为灵活。

主要解决：一般的，我们为了扩展一个类经常使用继承方式实现，由于继承为类引入静态特征，并且随着扩展功能的增多，子类会很膨胀。

何时使用：在不想增加很多子类的情况下扩展类。

如何解决：将具体功能职责划分，同时继承装饰者模式。

关键代码： 1、Component 类充当抽象角色，不应该具体实现。 2、修饰类引用和继承 Component 类，具体扩展类重写父类方法。

实际上萧慎吾还绘制了一幅'特殊'的静物画说它特殊是因为在这幅画里把整个画框也画进去了也就是说若不仔细看你会以为这是一幅装上了画框的静物画而实际上包含整个画框在内都是一幅静物画。这时画、玻璃和画框形成了一个物体。易从山水画网认为不宜挂太大的画，床头挂字画太大太重可能会有安全隐患，因此，床头挂画应当以轻、小为好，从而添加卧室的雅意，而最忌讳悬挂厚重而且画框很大的画。

优点：装饰类和被装饰类可以独立发展，不会相互耦合，装饰模式是继承的一个替代模式，装饰模式可以动态扩展一个实现类的功能。

缺点：多层装饰比较复杂。

使用场景： 1、扩展一个类的功能。 2、动态增加功能，动态撤销。

注意事项：可代替继承。

在代理模式（Proxy Pattern）中，一个类代表另一个类的功能。这种类型的设计模式属于结构型模式。

在代理模式中，我们创建具有现有对象的对象，以便向外界提供功能接口。

意图：为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。

主要解决：在直接访问对象时带来的问题，比如说：要访问的对象在远程的机器上。在面向对象系统中，有些对象由于某些原因（比如对象创建开销很大，或者某些操作需要安全控制，或者需要进程外的访问），直接访问会给使用者或者系统结构带来很多麻烦，我们可以在访问此对象时加上一个对此对象的访问层。

何时使用：想在访问一个类时做一些控制。

如何解决：增加中间层。

关键代码：实现与被代理类组合。

应用实例： 1、Windows 里面的快捷方式。 2、猪八戒去找高翠兰结果是孙悟空变的，可以这样理解：把高翠兰的外貌抽象出来，高翠兰本人和孙悟空都实的代理。支票在市场交易中用来代替，并提供对签发人账号上资金的控制。 5、spring aop。

优点： 1、职责清晰。 2、高扩展性。 3、智能化。

代理模式的工作方式：首先，因为代理主题和真实主题都实现了共同的接口，这使我们可以在不改变原来接口的情况下，只要用真实主题对象的地方，都可以用代理主题来代替。为了解决这个明显的问题，聪明的程序员们发明出代理模式的变形设计——动态代理模式：在继承了代理模式优点的同时，通过动态代理模式第三方模块/系统并不需要知道“代理者”的实现细节了，并且代理者内部可以通过配置文件（或者其他导向性文件），对任何实现类进行代理（实际上这也是spring框架的核心设计模式，spring框架并不是这个系列博文的讲解返回，感兴趣的读者可以自行参考其源码）。所以相关的实现一般让当一个读写锁处于读模式锁住时，此时来了另一个线程的写模式加锁请求，那么读写锁通常会阻塞随后的读模式锁请求，这样可以避免锁被读模式长期占用，而写模式请求一直得不到满足。

使用场景：按职责来划分，通常有以下使用场景： 1、远程代理。 2、虚拟代理。 3、Copy-on-Write 代理。 4、保护（Protect or Access）代理。 5、Cache代理。 6、防火墙（Firewall）代理。 7、同步化（Synchronization）代理。 8、智能引用（Smart Reference）代理。

注意事项： 1、和适配器模式的区别：适配器模式主要改变所考虑对象的接口，而代理模式不能改变所代理类的接口。 2、和装饰器模式的区别：装饰器模式为了增强功能，而代理模式是为了加以控制。

复杂隐藏代理和外观模式不一样，因为代理控制访问，而外观模式只是提供另一组接口。外观模式——提供了一个统一的接口，用来访问子系统中一群接口，外观定义了一个高层接口，让子系统更容易使用。5、外观模式(facade pattern): 提供了一个统一的接口, 用来访问子系统中的一群接口. 外观定义了一个高层接口, 让子系统更容易使用.。

这种模式涉及到一个单一的类，该类提供了客户端请求的简化方法和对现有系统类方法的委托调用。

意图：为子系统中的一组接口提供一个一致的界面，外观模式定义了一个高层接口，这个接口使得这一子系统更加容易使用。

主要解决：降低访问复杂系统的内部子系统时的复杂度，简化客户端与之的接口。

何时使用： 1、客户端不需要知道系统内部的复杂联系，整个系统只需提供一个"接待员"即可。 2、定义系统的入口。

如何解决：客户端不与系统耦合，外观类与系统耦合。

关键代码：在客户端和复杂系统之间再加一层，这一层将调用顺序、依赖关系等处理好。

应用实例： 1、去医院看病，可能要去挂号、门诊、划价、取药，让患者或患者家属觉得很复杂，如果有提供接待人员，只让接待人员来处理，就很方便。 2、JAVA 的三层开发模式。

优点： 1、减少系统相互依赖。 2、提高灵活性。 3、提高了安全性。

缺点：不符合开闭原则，如果要改东西很麻烦，继承重写都不合适。

使用场景： 1、为复杂的模块或子系统提供外界访问的模块。 2、子系统相对独立。 3、预防低水平人员带来的风险。

注意事项：在层次化结构中，可以使用外观模式定义系统中每一层的入口。

2、桥接模式(bridge pattern): 使用桥接模式通过将实现和抽象放在两个不同的类层次中而使它们可以独立改变.。在gof的《design patterns: elements of reusable object-oriented software》中给出了三类（创建型[对类的实例化过程的抽象化]、结构型[描述如何将类或对象结合在一起形成更大的结构]、行为型[对在不同的对象之间划分责任和算法的抽象化]）共23种设计模式，包括：abstract factory（抽象工厂模式），builder（建造者模式），factory method（工厂方法模式），prototype（原始模型模式），singleton（单例模式）。桥梁模式又叫桥接模式，定义如下：将抽象与实现解耦（注意此处的抽象和实现，并非抽象类和实现类的那种关系，而是一种角色的关系，这里需要好好区分一下），可以使其独立变化。

这种模式涉及到一个作为桥接的接口，使得实体类的功能独立于接口实现类。这两种类型的类可被结构化改变而互不影响。

它有多个抽象产品类，每个抽象产品类可以派生出多个具体产品类，一个抽象工厂类，可以派生出多个具体工厂类，每个具体工厂类可以创建多个具体产品类的实例。处理这一类难点的最好方法是运用从具体到抽象、从感性到理性的原则，多举实例，多做演示，给幼儿以丰富的感性知识，化抽象为具体。难点一方面是由于教材的抽象，幼儿难以理解，宜运用从具体到抽象、从感性到理性的原则，多举实例，多做演示，给幼儿以丰富的感性知识，化抽象为具体。

意图：将抽象部分与实现部分分离，使它们都可以独立的变化。

主要解决：在有多种可能会变化的情况下，用继承会造成类爆炸问题，扩展起来不灵活。

何时使用：实现系统可能有多个角度分类，每一种角度都可能变化。

如何解决：把这种多角度分类分离出来，让它们独立变化，减少它们之间耦合。

关键代码：抽象类依赖实现类。

应用实例： 1、猪八戒从天蓬元帅转世投胎到猪，转世投胎的机制将尘世划分为两个等级，即：灵魂和肉体，前者相当于抽象化，后者相当于实现化。生灵通过功能的委派，调用肉体对象的功能，使得生灵可以动态地选择。 2、墙上的开关，可以看到的开关是抽象的，不用管里体怎么实现的。

优点： 1、抽象和实现的分离。 2、优秀的扩展能力。 3、实现细节对客户透明。

解决这个问题的方式是：使用依赖倒转原则（通俗的讲就是要针对接口编程，不要针对具体编程）， 这要就可以是调用方和被调用方之间有了一个抽象层，被调用方在遵循抽象层的前提下就可以自由的变化，此时抽象层成了调用方的朋友。解决这个问题的方式是：使用依赖倒转原则（通俗的讲就是要针对接口编程，不要针对具体编程），这要就可以是调用方和被调用方之间有了一个抽象层，被调用方在遵循抽象层的前提下就可以自由的变化，此时抽象层成了调用方的朋友。依赖倒转原则其实可以说是面向对象设计的标志，用那种语言来编写程序不重要，如果编写时考虑的都是如何针对抽象编程而不是针对细节编程，即程序中所有的依赖关系都是终止于抽象类或者接口，那就是面向对象的设计，反之那就是过程化的设计了。

我们知道面向对象语言的三大特征是继承、封装、多态，里氏替换原则就是依赖于继承、多态，建立抽象，通过抽象建立规范，在运行时替换成具体的对象，保证系统的扩展性、灵活性。多媒体课件在再现形象方有不可替代的优势，能够化抽象为形象，化静态为动态，化复杂为简单，大大缩短学生对学习内容的感知距离。该定义包含两个维度：第一个是抽象层次的维度，它的一端是操作化后的假设，另一端是用日常语言表述的抽象命题。

注意事项：对于两个独立变化的维度，使用桥接模式再适合不过了。

组合模式：将对象组合成树状结构来表现“整体/部分”的层级结构，让客户以一致的方式来处理个别对象以及对象组合。3、组合模式(composite pattern): 允许你将对象组合成树形结构来表现"整体/部分"层次结构. 组合能让客户以一致的方式处理个别对象以及对象组合.。在gof的《design patterns: elements of reusable object-oriented software》中给出了三类（创建型[对类的实例化过程的抽象化]、结构型[描述如何将类或对象结合在一起形成更大的结构]、行为型[对在不同的对象之间划分责任和算法的抽象化]）共23种设计模式，包括：abstract factory（抽象工厂模式），builder（建造者模式），factory method（工厂方法模式），prototype（原始模型模式），singleton（单例模式）。

这种模式创建了一个包含自己对象组的类。该类提供了修改相同对象组的方式。

我们通过下面的实例来演示组合模式的用法。实例演示了一个组织中员工的层次结构。

意图：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。

主要解决：它在我们树型结构的问题中，模糊了简单元素和复杂元素的概念，客户程序可以向处理简单元素一样来处理复杂元素，从而使得客户程序与复杂元素的内部结构解耦。

何时使用： 1、您想表示对象的部分-整体层次结构（树形结构）。 2、您希望用户忽略组合对象与单个对象的不同，用户将统一地使用组合结构中的所有对象。

如何解决：树枝和叶子实现统一接口，树枝内部组合该接口。

本文来自电脑杂谈，转载请注明本文网址：
http://www.pc-fly.com/a/tongxinshuyu/article-110653-3.html