考试分值:设计模式固定4分

一、结构型模式概述

结构型模式关注类和对象的组合,通过继承和组合来处理类和对象之间的关系。

模式 英文名 意图关键词
适配器 Adapter 接口转换,兼容不兼容的接口
桥接 Bridge 抽象与实现分离,独立变化
组合 Composite 树型结构,部分-整体一致性
装饰器 Decorator 动态添加额外职责
外观 Facade 子系统统一接口
享元 Flyweight 共享技术支持细粒度对象
代理 Proxy 控制对象访问

二、各模式详解

2.1 适配器模式(Adapter)

意图:将一个类的接口转换成客户希望的另一个接口。Adapter模式使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的那些类可以一起工作。

核心要点

  • 解决接口不兼容的问题
  • 将已有类的接口转换为目标接口
  • 类似于"转换器"的概念

适用场景

  • 已有类的接口与所需接口不匹配
  • 想要复用一些已有的类,但接口不一致

2.2 桥接模式(Bridge)

意图:将抽象部分与其实现部分分离,使它们都可以独立地变化。

核心要点

  • 抽象实现分离
  • 两部分可以独立变化
  • 通过组合而非继承来连接抽象和实现

适用场景

  • 不希望抽象和实现之间有固定的绑定关系
  • 类的抽象和实现都可以通过生成子类的方式独立扩展

2.3 组合模式(Composite)

意图:将对象组合成树型结构以表示"部分-整体"的层次结构。Composite使得用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性。

核心要点

  • 构建树型结构表示"部分-整体"层次
  • 用户对单个对象组合对象的使用具有一致性
  • 叶子节点和容器节点统一接口

适用场景

  • 想表示对象的"部分-整体"层次结构
  • 希望用户忽略组合对象与单个对象的不同,统一使用

2.4 装饰器模式(Decorator)

意图:动态地给一个对象添加一些额外的职责。就增加功能而言,Decorator模式比生成子类更加灵活。

核心要点

  • 动态添加额外职责
  • 比生成子类更灵活
  • 装饰器和被装饰对象实现相同接口
  • 可以多层装饰

适用场景

  • 在不影响其他对象的情况下,以动态、透明的方式给单个对象添加职责
  • 需要动态地给对象添加功能,且这些功能可以动态撤销

2.5 外观模式(Facade)

意图:为子系统中的一组接口提供一个一致的界面,Facade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。

核心要点

  • 为子系统提供统一的高层接口
  • 降低系统复杂度
  • 客户端不需要了解子系统内部细节

适用场景

  • 为一个复杂子系统提供一个简单接口
  • 客户程序与抽象类的实现之间有很大的依赖性

2.6 享元模式(Flyweight)

意图:运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象。

核心要点

  • 共享技术
  • 支持大量细粒度对象
  • 减少内存占用
  • 分为内部状态(可共享)和外部状态(不可共享)

适用场景

  • 系统中有大量相同或相似的对象
  • 对象的大部分状态可以外部化

2.7 代理模式(Proxy)

意图:为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。

核心要点

  • 控制对对象的访问
  • 代理对象和被代理对象实现相同接口
  • 客户端通过代理访问真实对象

适用场景

  • 远程代理:为远程对象提供本地代理
  • 虚拟代理:延迟创建开销大的对象
  • 保护代理:控制对原始对象的访问权限

三、结构型模式对比总结

模式 核心思想 关键词
适配器 接口转换 兼容、转换
桥接 抽象与实现分离 独立变化
组合 树型结构 部分-整体、一致性
装饰器 动态添加职责 灵活、动态
外观 统一接口 简化、高层接口
享元 共享技术 细粒度、共享
代理 控制访问 代理、控制

四、考试重点

  1. 必背各模式的意图描述(考试常考模式识别)
  2. 适配器 vs 装饰器的区别:
    • 适配器:改变接口
    • 装饰器:不改变接口,增强功能
  3. 组合模式的树型结构和一致性使用
  4. 桥接模式的核心:抽象与实现分离
  5. 享元模式的内部状态和外部状态