前言

結(jié)構(gòu)型設計模式，主要研究：

• 主要有哪些場景使用結(jié)構(gòu)型設計模式；
• 每種場景應該使用何種設計模式；
• 以程序中的功能為核心，研究程序功能的組織結(jié)構(gòu)。所以這一章，我們要把“功能結(jié)構(gòu)”作為研究的核心。

下面分別對幾種結(jié)構(gòu)型模式加以說明。

1. 適配器模式

示例：適配器模式

使用場景

想要在系統(tǒng)中添加某個功能，類似的功能在其他項目中已經(jīng)實現(xiàn)，而且經(jīng)過分析，舊的接口可以經(jīng)過適當?shù)姆庋b，轉(zhuǎn)換成新的適用于當前系統(tǒng)的接口。這樣可以最大程度地復用已有的模塊。

原理

通過適配器將已有功能的舊的接口，轉(zhuǎn)換為新的接口，從而實現(xiàn)使已有的功能為新的系統(tǒng)服務的目的。

不適用的情況

以下情況下，不要使用適配器模式：

• 舊的接口無法轉(zhuǎn)換成新的接口；
• 寫適配器的工作量幾乎可以重寫所需的功能時。

使用須知

適配器模式其實是一種取巧的做法，在使用時需要慎重考慮。已有功能通過適配器集成到新的系統(tǒng)后，如果出現(xiàn)問題或者需要進行功能擴展，其維護成本是一個需要考慮的問題。例如，已有功能是否使用了過時的技術(shù)，或者資料不全，都可能成為項目的風險所在。

本質(zhì)

適配器模式本質(zhì)上是通過將一接口封裝成另一種接口，實現(xiàn)了模塊功能復用。

2. 橋接模式

示例：橋接模式

使用場景

橋接模式是少用繼承，多用組合的第一例。
拿菜鳥教程中的例子來說，假如我們現(xiàn)在要實現(xiàn)圓類，包括紅色圓和綠色圓兩種圓。
首先容易想到的方法是，先寫一個圓基類，并添加一個虛(virtual)的繪制函數(shù)。然后分別派生出紅色圓類和綠色圓類，在子類中分別重新實現(xiàn)繪制函數(shù)，將圓繪制成指定的顏色。
在這種簡單的例子中，使用繼承是沒什么問題的。但是假如圓基類還有一個虛函數(shù)，此虛函數(shù)用于對圓進行旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)分為兩種，順時針和逆時針旋轉(zhuǎn)。我們想要四種類型的圓：

• 順時針旋轉(zhuǎn)的紅色圓
• 順時針旋轉(zhuǎn)的綠色圓
• 逆時針旋轉(zhuǎn)的紅色圓
• 逆時針旋轉(zhuǎn)的綠色圓

如何使用繼承來實現(xiàn)呢？難道要派生出四個子類嗎？如果還有其他功能組合呢？要多少個類呢？這樣下去無疑會導致“類的數(shù)量爆炸”問題。

原理

結(jié)構(gòu)型模式是研究程序功能組織方法的設計模式。當程序中需要對幾種功能相互組合時，應該用組合，不要用繼承。
橋接模式下，對于每個功能，應該提取出一個接口類，這個接口類可以有不同的實現(xiàn)。而代表不同的功能接口，可以作為主體類（此例中為圓類）的成員變量，放在一起。需要什么功能，就new哪種接口子類，保存在接口變量中，這樣就可以把不同的功能組合起來。
這樣一來，類的數(shù)量會保持在最低水平。

相對于繼承，橋接模式相當于把主體類中的每個虛函數(shù)都單獨提取出來，構(gòu)成 一個接口類。這個接口類連接了具體實現(xiàn)和主體類，所以這個模式叫橋接模式。這個名字其實不是很能反映此模式的內(nèi)涵，其實叫“功能組合模式”更為貼切。

可能有的小伙伴會說，上面的功能其實用C語言實現(xiàn)不是更簡單嗎？

• 用一個結(jié)構(gòu)體代表圓，有半徑、邊框?qū)挾鹊葘傩?#xff1b;
• 每種功能就是一個函數(shù)，參數(shù)為圓的結(jié)構(gòu)體。

這不就完成了嗎？是的！
這個場景下，確實使用C語言實現(xiàn)更簡單，不需要使用C++面向?qū)ο蟮娜魏翁匦约纯蓪崿F(xiàn)。可以看出，C++的面向?qū)ο蟮奶匦?#xff0c;并不是萬能的，并不是在所有情況下都是最優(yōu)的，甚至有時候不如C語言簡單直接。從另一個角度說明，大家在面向?qū)ο缶幊痰臅r候，不要把自己的思維局限于面向?qū)ο?#xff0c;面向?qū)ο笏枷朐谝恍r候，是不如面向過程的，甚至會把功能結(jié)構(gòu)復雜化，設計到最后導致代碼難以維護都是有可能的。

使用須知

橋接模式會導致代碼中存在設計模式的代碼，會增加代碼的理解難度。相對來說，積極作用還是遠大于副作用的。

本質(zhì)

橋接模式的本質(zhì)是：

如果項目中出現(xiàn)了功能組合的場景，使用繼承封裝功能是錯誤做法，要把功能單獨提取出來分別封裝好以后，再進行組合。

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3. 過濾器模式

示例：過濾器模式

使用場景

現(xiàn)有一組對象，我們想要根據(jù)不同的過濾條件，篩選出符合條件的一部分對象。

一般寫法

最簡單粗暴的方法是，在需要進行篩選過濾的地方，直接遍歷對象數(shù)組，在循環(huán)體內(nèi)進行條件判斷。這種寫法的優(yōu)點是簡單直接，缺點是如果有多個地方需要使用篩選過濾功能，則需要在多個地方編寫重復的代碼，這會降低代碼的復用性和可維護性。

推薦寫法

使用過濾器模式，把篩選功能封裝起來使用即可。接口也很好定義，輸入對象數(shù)組，輸出符號條件的對象數(shù)組。

本質(zhì)

過濾器模式的本質(zhì)是：

當需要從一組對象中過濾出一部分符合條件的對象時，可以考慮將每種過濾功能都封裝為一個類，提高代碼復用性和可維護性。

4. 組合模式

示例：組合模式

組合模式是一種樹形的對象組織結(jié)構(gòu)，在建造者模式已有相關(guān)說明，這里不再贅述。

5. 裝飾器模式

示例：裝飾器模式

使用場景

裝飾器模式的研究對象有兩個：

• 已有功能
• 擴展功能

當我們需要擴展一個類的功能，但是又不想直接在此類上進行改動時，一般的做法是使用繼承來實現(xiàn)。繼承出來的子類具有父類的屬性和方法，在父類基礎(chǔ)上可以添加新的功能。
除了繼承，還可以使用裝飾器模式。裝飾器模式是指，新建一個擴展類，將被擴展類的對象作為擴展類的成員變量保存，在擴展類中，操作被擴展類，實現(xiàn)新的方法和功能。
簡單來說，裝飾器模式就是新建一個類把已有類的功能包裝起來，實現(xiàn)新的功能。

使用須知

裝飾器模式和繼承各有優(yōu)缺點，使用時要加以權(quán)衡，選擇最優(yōu)的方案。

本質(zhì)

從本質(zhì)上說：

裝飾器模式通過將已有功能作為成員變量整個封裝（包裝）起來，擴展的新功能，和已有功能耦合最小，互不影響。

6. 外觀模式

示例：裝飾器模式

本質(zhì)

這個模式比較簡單不再贅述。其本質(zhì)是：

將已有功能封裝起來，提供更易于使用的接口，屏蔽更多實現(xiàn)細節(jié)，等于是加了一個中間層。

7. 享元模式

示例：享元模式

按照我們的分類，此模式應該屬于創(chuàng)建型模式。它是借助工廠模式來實現(xiàn)一個對象緩沖池，減少對象數(shù)量 ，加速創(chuàng)建速度。這里不再贅述。

8. 代理模式

示例：代理模式

應用場景

代理模式就是中介模式。例如我們想要租房，原本租房是發(fā)生在租客和房東之間的事務，但中介的出現(xiàn)，雖然會有一定的費用（損耗），但是整個過程的推進會更加順利。代理模式，用來將兩個比較難以直接溝通的功能主體關(guān)聯(lián)起來，實現(xiàn)二者交互。

使用須知

和租房找中介一樣，只有在必要的時候才找，否則就是浪費資源，只有在非用不可的時候才建議使用代理模式。

本質(zhì)

代理模式的本質(zhì)是：

代理模式封裝了溝通所需的所有功能，將兩個難以直接溝通的功能主體連接起來，起到了橋梁作用。

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結(jié)語

結(jié)構(gòu)型模式，就是以功能為核心，研究功能轉(zhuǎn)換、功能調(diào)用、功能組合、功能封裝等各種情形下，將哪些功能封裝到哪些類中，更加高效地實現(xiàn)需求，提升代碼的可維護性。

創(chuàng)作挑戰(zhàn)賽新人創(chuàng)作獎勵來咯，堅持創(chuàng)作打卡瓜分現(xiàn)金大獎

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的设计模式（四）结构型模式的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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