结构型模式涉及到如何组合类和对象以获得更大的结构。结构型类模式采用继承机制来 组合接口或实现。
将一个类的接口转换成客户希望的另外一个接口。 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。
• 你想使用一个已经存在的类,而它的接口不符合你的需求。
• 你想创建一个可以复用的类,该类可以与其他不相关的类或不可预见的类(即那些接口 可能不一定兼容的类)协同工作。
• (仅适用于对象 Adapter)你想使用一些已经存在的子类,但是不可能对每一个都进行 子类化以匹配它们的接口。对象适配器可以适配它的父类接口。
将抽象部分与它的实现部分分离,使它们都可以独立地变化。
• 你不希望在抽象和它的实现部分之间有一个固定的绑定关系。例如这种情况可能是因为, 在程序运行时刻实现部分应可以被选择或者切换。
• 类的抽象以及它的实现都应该可以通过生成子类的方法加以扩充。这时 Bridge模式使你 可以对不同的抽象接口和实现部分进行组合,并分别对它们进行扩充。
• 对一个抽象的实现部分的修改应对客户不产生影响,即客户的代码不必重新编译。
• (C++)你想对客户完全隐藏抽象的实现部分。在 C++中,类的表示在类接口中是可见 的。
• 正如在意图一节的第一个类图中所示的那样,有许多类要生成。这样一种类层次结构说 明你必须将一个对象分解成两个部分。 Rumbaugh称这种类层次结构为“嵌套的普化” (nested generalizations)。
• 你想在多个对象间共享实现(可能使用引用计数),但同时要求客户并不知道这一点。
将对象组合成树形结构以表示“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。
• 你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。
动态地给一个对象添加一些额外的职责。就增加功能来说, Decorator模式相比生成子类 更为灵活。
以下情况使用D e c o r a t o r模式
• 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。
• 当不能采用生成子类的方法进行扩充时。一种情况是,可能有大量独立的扩展,为支持 每一种组合将产生大量的子类,使得子类数目呈爆炸性增长。另一种情况可能是因为类 定义被隐藏,或类定义不能用于生成子类。
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。
• 当你要为一个复杂子系统提供一个简单接口时。子系统往往因为不断演化而变得越来越 复杂。大多数模式使用时都会产生更多更小的类。这使得子系统更具可重用性,也更容 易对子系统进行定制,但这也给那些不需要定制子系统的用户带来一些使用上的困难。 Facade可以提供一个简单的缺省视图,这一视图对大多数用户来说已经足够,而那些需 要更多的可定制性的用户可以越过 facade层。
• 客户程序与抽象类的实现部分之间存在着很大的依赖性。引入 facade将这个子系统与客 户以及其他的子系统分离,可以提高子系统的独立性和可移植性。
• 当你需要构建一个层次结构的子系统时,使用 facade模式定义子系统中每层的入口点。 如果子系统之间是相互依赖的,你可以让它们仅通过 facade进行通讯,从而简化了它们 之间的依赖关系。
Flyweight模式的有效性很大程度上取决于如何使用它以及在何处使用它。
• 如果删除对象的外部状态,那么可以用相对较少的共享对象取代很多组对象。
• 应用程序不依赖于对象标识。由于 Flyweight对象可以被共享,对于概念上明显有别的对 象,标识测试将返回真值。
在需要用比较通用和复杂的对象指针代替简单的指针的时候,使用 Proxy模式。
1) 远 程 代 理 ( Remote Proxy ) 为 一 个 对 象在 不 同 的 地 址 空间 提 供 局 部 代 表。 NEXTSTEP[Add94] 使用N X P r o x y类实现了这一目的。Coplien[Cop92] 称这种代理为“大使” (Ambassador)。
2 ) 虚代理(Virtual Proxy)根据需要创建开销很大的对象。在动机一节描述的 ImageProxy 就是这样一种代理的例子。
3) 保护代理(Protection Proxy)控制对原始对象的访问。保护代理用于对象应该有不同 的访问权限的时候。例如,在 C h o i c e s操作系统[ C I R M 9 3 ]中KemelProxies为操作系统对象提供 了访问保护。
4) 智能指引(Smart Reference)取代了简单的指针,它在访问对象时执行一些附加操作。 它的典型用途包括: • 对指向实际对象的引用计数,这样当该对象没有引用时,可以自动释放它 (也称为SmartPointers[Ede92] )。 • 当第一次引用一个持久对象时,将它装入内存。 • 在访问一个实际对象前,检查是否已经锁定了它,以确保其他对象不能改变它。