第4章結(jié)構(gòu)型模式（上）內(nèi)容簡介?本章教學(xué)目標(biāo)：

了解結(jié)構(gòu)型模式的特點與分類；

理解代理模式、適配器模式、橋接模式的定義與特點；

掌握代理模式、適配器模式、橋接模式的結(jié)構(gòu)與實現(xiàn)；學(xué)會使用這三種設(shè)計模式開發(fā)應(yīng)用程序；明白這三種設(shè)計模式的擴(kuò)展應(yīng)用。?本章價值引領(lǐng)：

用代理模式實例提升學(xué)生為社會主義新農(nóng)村建設(shè)盡一份力的責(zé)任感；

用適配器模式實例說明創(chuàng)新精神對實現(xiàn)科技強國的重要性；

用橋接模式實例說明加強品牌建設(shè)對擴(kuò)大內(nèi)需和提升產(chǎn)品國際競爭力的作用。軟件設(shè)計模式（Java版）、作者：程細(xì)柱ISBN：978-7-115-47788-0人民郵電出版社(和)4.1結(jié)構(gòu)型模式概述結(jié)構(gòu)型模式描述如何將類或?qū)ο蟀茨撤N布局組成更大的結(jié)構(gòu)。它分為類結(jié)構(gòu)型模式和對象結(jié)構(gòu)型模式，前者采用繼承機(jī)制來組織接口和類，后者采用組合或聚合來組織對象。由于組合關(guān)系或聚合關(guān)系比繼承關(guān)系耦合度低，滿足“合成復(fù)用原則”，所以對象結(jié)構(gòu)型模式比類結(jié)構(gòu)型模式具有更大的靈活性。結(jié)構(gòu)型模式分為以下7種：⑴代理（Proxy）模式：為某對象提供一種代理以控制對該對象的訪問。即客戶端通過代理間接地訪問該對象，從而限制、增強或修改該對象的一些特性。⑵適配器（Adapter）模式：將一個類的接口轉(zhuǎn)換成客戶希望的另外一個接口，使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的那些類能一起工作。⑶橋接(Bridge)模式：將抽象與實現(xiàn)分離，使他們可以獨立的變化。它是用組合關(guān)系代替繼承關(guān)系來實現(xiàn)，從而降低了抽象和實現(xiàn)這2個可變維度的耦合度。軟件設(shè)計模式（Java版）、作者：程細(xì)柱ISBN：978-7-115-47788-0人民郵電出版社(和)4.1結(jié)構(gòu)型模式概述（續(xù)）

⑷裝飾(Decorator)模式：動態(tài)的給對象增加一些職責(zé)，即增加其額外的功能。⑸外觀(Facade)模式：為多個復(fù)雜的子系統(tǒng)提供一個一致的接口，使這些子系統(tǒng)更加容易被訪問。⑹享元(Flyweight)模式：運用共享技術(shù)來有效地支持大量細(xì)粒度對象的復(fù)用。⑺組合(Composite)模式：將對象組合成樹狀層次結(jié)構(gòu)，使用戶對單個對象和組合對象具有一致的訪問性。以上7種結(jié)構(gòu)型模式，除了適配器模式分為類結(jié)構(gòu)型模式和對象結(jié)構(gòu)型模式2種，其他的全部屬于對象結(jié)構(gòu)型模式。軟件設(shè)計模式（Java版）(ISDN：9787564740634)、作者：程細(xì)柱人民郵電出版社()ISBN：978-7-115-47788-04.2代理（Proxy）模式4.2.1模式的定義與特點

定義：由于某些原因需要給某對象提供一個代理以控制對該對象的訪問。這時，訪問對象不適合或者不能直接引用目標(biāo)對象，代理對象作為訪問對象和目標(biāo)對象之間的中介。

優(yōu)點：1）代理模式在客戶端與目標(biāo)對象之間起到一個中介作用和保護(hù)目標(biāo)對象的作用；2）代理對象可以擴(kuò)展目標(biāo)對象的功能；3）代理模式能將客戶端與目標(biāo)對象分離，在一定程度上降低了系統(tǒng)的耦合度。缺點：1）在客戶端和目標(biāo)對象增加一個代理對象，會造成請求處理速度變慢；2）增加了系統(tǒng)的復(fù)雜度。軟件設(shè)計模式（Java版）、作者：程細(xì)柱ISBN：978-7-115-47788-0人民郵電出版社(和)4.2代理（Proxy）模式（續(xù)）4.2.2模式的結(jié)構(gòu)與實現(xiàn)

1.模式的結(jié)構(gòu)代理模式的主要角色有：⑴抽象主題（Subject）類：通過接口或抽象類聲明真實主題和代理對象實現(xiàn)的業(yè)務(wù)方法。⑵真實主題（RealSubject）類：實現(xiàn)了抽象主題中的具體業(yè)務(wù)，是代理對象所代表的真實對象，是我們最終要引用的對象。⑶代理（Proxy）類：提供了與真實主題相同的接口，其內(nèi)部含有對真實主題的引用，它可以訪問或控制或擴(kuò)展真實主題的功能。其結(jié)構(gòu)圖如下：軟件設(shè)計模式（Java版）、作者：程細(xì)柱ISBN：978-7-115-47788-0人民郵電出版社(和)4.2代理（Proxy）模式（續(xù)）4.2.2模式的結(jié)構(gòu)與實現(xiàn)

1.模式的結(jié)構(gòu)（續(xù)）：

結(jié)構(gòu)圖如右：

2.模式的實現(xiàn)

//實現(xiàn)代碼見附件軟件設(shè)計模式（Java版）、作者：程細(xì)柱銷售電話學(xué)資源網(wǎng)址：/book/details/84024.2代理（Proxy）模式（續(xù)）4.2.3模式的應(yīng)用實例

【例4.1】韶關(guān)“天街e角”商店是婺源特產(chǎn)公司的代理商，用代理模式實現(xiàn)。

分析：Specialty（特產(chǎn)公司）是抽象主題，WySpecialty（婺源特產(chǎn)公司）是真實主題，經(jīng)營許多婺源特產(chǎn)，韶關(guān)“天街e角”的SgProxy代理類，右邊是其結(jié)構(gòu)圖：

注：程序代碼見附件。軟件設(shè)計模式（Java版）、作者：程細(xì)柱銷售電話學(xué)資源網(wǎng)址：/book/details/84024.2代理（Proxy）模式（續(xù)）4.2.3模式的應(yīng)用實例

【例4.1】韶關(guān)“天街e角”商店是婺源特產(chǎn)公司的代理商，用代理模式實現(xiàn)。

右邊是程序的運行結(jié)果：軟件設(shè)計模式（Java版）、作者：程細(xì)柱銷售電話學(xué)資源網(wǎng)址：/book/details/84024.2代理（Proxy）模式（續(xù)）4.2.4模式的應(yīng)用場景1）遠(yuǎn)程代理，這種方式通常是為了隱藏目標(biāo)對象存在于不同地址空間的事實，方便客戶端訪問。例如用戶申請某些網(wǎng)盤空間時，會在用戶的文件系統(tǒng)中建立一個虛擬的硬盤，用戶訪問它實際訪問的是網(wǎng)盤空間。2）虛擬代理，這種方式通常用于要創(chuàng)建的目標(biāo)對象開銷很大時。比如下載一幅很大的圖像需要很長時間，因某種計算比較復(fù)雜而短時間無法完成，這時可以先用小比例的虛擬代理替換真實的對象，消除用戶對服務(wù)器慢的感覺。3）安全代理，這種方式通常用于控制不同種類客戶對真實對象的訪問權(quán)限。4）智能指引，主要用于當(dāng)調(diào)用目標(biāo)對象時，代理附加一些額外的處理功能。比如增加計算真實對象的引用次數(shù)的功能，這樣當(dāng)該對象沒有引用時，就可以自動釋放它。

5）延遲加載，指為了提高系統(tǒng)的性能，延遲對目標(biāo)的加載。例如，Hibernate中就存在屬性的延遲加載和關(guān)聯(lián)表的延時加載。軟件設(shè)計模式（Java版）、作者：程細(xì)柱銷售電話學(xué)資源網(wǎng)址：/book/details/84024.2代理（Proxy）模式（續(xù)）4.2.5模式的擴(kuò)展前面介紹是靜態(tài)代理模式，存在兩個缺點：1）真實主題與代理主題一一對應(yīng)，增加真實主題也要增加代理；2）設(shè)計代理以前真實主題必須事先存在，不太靈活。而采用動態(tài)代理模式可以解決以上問題?！纠?.2】應(yīng)用動態(tài)代理技術(shù)設(shè)計一個用戶身份介紹的程序?qū)嵗Ｆ浣Y(jié)構(gòu)圖如右：//注：程序代碼見附件。軟件設(shè)計模式（Java版）、作者：程細(xì)柱銷售電話民郵電出版社(和)4.3適配器（Adapter）模式4.3.1模式的定義與特點

定義：將一個類的接口轉(zhuǎn)換成客戶希望的另外一個接口，使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的那些類能一起工作。適配器模式分為類結(jié)構(gòu)型模式和對象結(jié)構(gòu)型模式2種。

優(yōu)點：

1）客戶端通過適配器可以透明地調(diào)用目標(biāo)接口；2）程序員不需要修改原有代碼而重用現(xiàn)有的適配者類；3）將目標(biāo)類和適配者類解耦，解決了目標(biāo)類和適配者類接口不一致的問題。

缺點：對于類適配器來說，更換適配器的實現(xiàn)過程比較復(fù)雜。軟件設(shè)計模式（Java版）、作者：程細(xì)柱銷售電話民郵電出版社(和)4.3適配器（Adapter）模式（續(xù)）4.3.2模式的結(jié)構(gòu)與實現(xiàn)

1.模式的結(jié)構(gòu)適配器模式包含以下主要角色：⑴目標(biāo)（Target）接口：當(dāng)前系統(tǒng)業(yè)務(wù)所期待的接口，它可以是抽象類或接口。⑵適配者（Adaptee）類：是被訪問和適配的現(xiàn)存組件庫中的組件接口。⑶適配器（Adapter）類：它一個轉(zhuǎn)換器，通過繼承或引用適配者的對象，把適配者接口轉(zhuǎn)換成目標(biāo)接口，讓客戶按目標(biāo)接口的格式訪問適配者。適配器模式分為：類適配器模式和對象適配器模式2種。軟件設(shè)計模式（Java版）、作者：程細(xì)柱銷售電話民郵電出版社(和)4.3適配器（Adapter）模式（續(xù)）a.類適配器模式：其實現(xiàn)代碼見附件，結(jié)構(gòu)圖如下：軟件設(shè)計模式（Java版）、作者：程細(xì)柱銷售電話民郵電出版社(和)4.3適配器（Adapter）模式（續(xù)）b.對象適配器模式：其實現(xiàn)代碼見附件，結(jié)構(gòu)圖如下：軟件設(shè)計模式（Java版）、作者：程細(xì)柱銷售電話民郵電出版社(和)4.3適配器（Adapter）模式（續(xù)）4.3.3模式的應(yīng)用實例

【例4.3】用對象適配器模式模擬新能源汽車的發(fā)動機(jī)設(shè)計。

分析：新能源汽車的發(fā)動機(jī)有電能發(fā)動機(jī)和光能發(fā)動機(jī)等，各種發(fā)動機(jī)的驅(qū)動方法不同，客戶端希望用統(tǒng)一的發(fā)動機(jī)驅(qū)動方法drive()訪問這兩種發(fā)動機(jī)，所以要為這些發(fā)動機(jī)定義適配器，右邊是其結(jié)構(gòu)圖：

注：程序代碼見附件軟件設(shè)計模式（Java版）、作者：程細(xì)柱銷售電話民郵電出版社(和)4.3適配器（Adapter）模式（續(xù)）4.3.4模式的應(yīng)用場景適配器模式通常適用以下場景：1）以前開發(fā)的系統(tǒng)存在滿足新系統(tǒng)功能需求的類，但其接口同新系統(tǒng)的接口不一致。2）使用第三方提供的組件，但組件接口定義和自己要求的接口定義不同。軟件設(shè)計模式（Java版）、作者：程細(xì)柱銷售電話民郵電出版社(和)4.3適配器（Adapter）模式（續(xù)）4.3.5模式的擴(kuò)展適配器模式可擴(kuò)展為雙向適配器模式，雙向適配器類既可以把適配者接口轉(zhuǎn)換成目標(biāo)接口，也可以把目標(biāo)接口轉(zhuǎn)換成適配者接口，右邊是其結(jié)構(gòu)圖：注：程序代碼見附件軟件設(shè)計模式（Java版）、作者：程細(xì)柱銷售電話民郵電出版社(和)4.4橋接(Bridge)模式4.4.1模式的定義與特點

定義：將抽象與實現(xiàn)分離，使他們可以獨立的變化。它是用組合關(guān)系代替繼承關(guān)系來實現(xiàn)，用于多個維度變化的實例，如圖形既可按形狀分，又可按顏色分。

優(yōu)點：

1）由于抽象與實現(xiàn)分離，所以擴(kuò)展能力強；2）其實現(xiàn)細(xì)節(jié)對客戶透明。

缺點：由于聚合關(guān)系建立在抽象層，要求開發(fā)者針對抽象化進(jìn)行設(shè)計與編程，這增加了系統(tǒng)的理解與設(shè)計難度。軟件設(shè)計模式（Java版）、作者：程細(xì)柱銷售電話民郵電出版社(和)4.4橋接(Bridge)模式（續(xù)）4.4.2模式的結(jié)構(gòu)與實現(xiàn)

1.模式的結(jié)構(gòu)橋接模式包含以下主要角色：（1）抽象類（Abstraction）：又稱為抽象化角色，定義一個包含對實現(xiàn)者引用的抽象類。

（2）擴(kuò)展抽象類（RefinedAbstraction）：又稱為擴(kuò)展抽象化角色，是抽象類的子類，實現(xiàn)抽象類中的業(yè)務(wù)方法，并通過聚合關(guān)系調(diào)用實現(xiàn)者中的業(yè)務(wù)方法。

（3）實現(xiàn)者接口（Implementor）：又稱為實現(xiàn)化角色，是具體實現(xiàn)者的接口，供擴(kuò)展抽象類調(diào)用。

（4）具體實現(xiàn)者類（ConcreteImplementor）：又稱為具體實現(xiàn)化角色，是實現(xiàn)者接口的具體實現(xiàn)。軟件設(shè)計模式（Java版）、作者：程細(xì)柱銷售電話民郵電出版社(和)4.4橋接(Bridge)模式（續(xù)）4.4.2模式的結(jié)構(gòu)與實現(xiàn)

1.模式的結(jié)構(gòu)（續(xù)）：

結(jié)構(gòu)圖如右：

2.模式的實現(xiàn)

//實現(xiàn)代碼見附件軟件設(shè)計模式（Java版）、作者：程細(xì)柱銷售電話民郵電出版社(和)4.4橋接(Bridge)模式（續(xù)）4.4.3模式的應(yīng)用實例

【例4.4】用橋接模式模擬女士皮包的選購和設(shè)計。

分析：女士皮包有很多種，可以按用途分、按皮質(zhì)分、按品牌分、按顏色分、按大小分等，存在多個維度的變化，所以采用橋接模式來實現(xiàn)女士皮包的選購比較合適。本實例按用途分可選錢包（Wallet）和挎包（HandBag），按顏色分可選黃色（Yellow）和紅色（Red），右邊是其結(jié)構(gòu)圖：

注：程序代碼見附件。軟件設(shè)計模式（Java版）、作者：程細(xì)柱銷售電話民郵電出版社(和)4.4橋接(Bridge)模式（續(xù)）4.4.3模式的應(yīng)用實例

【例4.4】用橋接模式模擬女士皮包的選購。

右邊是程序的運行結(jié)果：軟件設(shè)計模式（Java版）、作者：程細(xì)柱銷售電話民郵電出版社(和)4.4