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前言

通過學習設計模式，我們知道根據目的、用途的不同，把設計模式分為創建型模式、結構型模式、行為型模式。

• 創建型模式主要用于創建對象;
• 結構型模式主要用于處理類和對象的組合;
• 行為型模式主要用于描述類或對象的交互以及職責分配

本篇，我想對結構型模式進行一番總結、探討。

認識結構型模式

結構型模式所描述的是如何將類和對象結合在一起來形成一個更大的結構，它描述兩種不同的事物：類和對象，根據這一點，可分為類結構型和對象結構型模式。類結構型模式關心類的組合，由多個類可以組合成一個更大的系統，在類結構型模式中一般只存在繼承關系和實現關系;對象結構型模式關心類與對象的組合，通過關聯關系使得在一個類中定義另一個類的實例對象，然后通過該對象調用其方法。根據“合成復用原則”，在系統中盡量使用關聯關系來替代繼承關系，因此大部分結構型模式都是對象結構型模式

結構型模式的實例

• 適配器模式：將一個類的接口轉換成客戶希望的另外一種接口，這樣就能實現已有接口的復用。適配器主要有類適配器和對象適配器兩種實現方式，通常情況下，推薦優先使用對象適配器方式。
• 橋接模式：將抽象部分與實現部分分離，使它們都可以獨立地變化。它主要用于應對多維度變化點問題，通過對象組合的方式，可以極大地減少子類的數目，同時還能讓不同維度獨立擴展變化。
• 組合模式：將對象組合成樹形結構以表示“整合-部分”的層次結構，從而使得用戶對單個對象和組合對象的使用具有一致性，也就是客戶端能夠透明地無區別地操作兩者。
• 裝飾模式：動態地給一個對象添加一些額外的職責，就增加功能來說，裝飾模式相比生成子類更為靈活。假若使用多繼承的方式來完成職責的添加，將會不可避免地造成子類數目的“爆炸性”增長，此外，因為是靜態增加的，那也就不可能在運行狀態時動態地添加或者刪除額外職責呢。
• 外觀模式：為子系統中的一組接口提供一個一致的接口，外觀模式定義了一個高層接口，這個接口使得這一子系統更加容易使用。這樣原來需要客戶直接與復雜的子系統打交道、交互，現在這一過程將完全將交由外觀對象來完成，極大地方便了客戶端的調用。
• 享元模式：運用共享技術有效地支持大量細粒度的對象。享元模式關鍵是將對象的內部狀態和外部狀態分離，盡可能地對“穩定”的內部狀態進行共享，而將會隨運用場景而改變的狀態通過外部狀態傳入。
• 代理模式：為其他對象提供一種代理以控制對這個對象的訪問。主要是在客戶端和目標對象間增加一層間接層，通過這個間接層來完成對目標對象的種種控制操作，所以也就形成了不同功能類型的代理呢，比如遠程代理、保護代理和虛代理等等。
• ···

以適配器模式為例，代碼解析

說到適配器，我們最熟悉的莫過于電源適配器了，也就是手機的充電頭。它就是適配器模式的一個應用。

大家可以試想一下，如果你有一條連接電腦和手機的 USB 數據線，連接電腦的一端從電腦接口處接收 5V 的電壓，連接手機的一端向手機輸出 5V 的電壓，并且它們都工作良好。

我們常用的家用電壓都是 220V，所以 USB 數據線不能直接拿來給手機充電，這時候我們有兩種方案：

• 一、單獨制作手機充電器，接收 220V 家用電壓，輸出 5V 電壓。
• 二、添加一個適配器，將 220V 家庭電壓轉化為類似電腦接口的 5V 電壓，再連接數據線給手機充電。

如果你使用過早期的手機，就會知道以前的手機廠商采用的就是第一種方案：早期的手機充電器都是單獨制作的，充電頭和充電線是連在一起的,但現在的手機都采用了電源適配器加數據線的方案。

現在我要說的適配器模式，就是將一個類的接口轉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。

適配的意思是適應、匹配。通俗地講，適配器模式適用于有相關性但不兼容的結構，源接口通過一個中間件轉換后才可以適用于目標接口，這個轉換過程就是適配，這個中間件就稱之為適配器。

家用電源和 USB 數據線有相關性：家用電源輸出電壓，USB 數據線輸入電壓。但兩個接口無法兼容，因為一個輸出 220V，一個輸入 5V，通過適配器將輸出 220V 轉換成輸出 5V 之后才可以一起工作。

接下來，我用程序模擬一下這個過程：

家庭電源提供220V的電壓

HomeBattery類：

class HomeBattery { 
    int supply() { 
        // 家用電源提供一個 220V 的輸出電壓 
        return 220; 
    } 
} 

USB 數據線只接收 5V 的充電電壓

USBLine類：

class USBLine { 
    void charge(int volt) { 
        // 如果電壓不是 5V，拋出異常 
        if (volt != 5) throw new IllegalArgumentException("只能接收 5V 電壓"); 
        // 如果電壓是 5V，正常充電 
        System.out.println("正常充電"); 
    } 
} 

先來看看適配之前，用戶如果直接用家庭電源給手機充電：

User類

public class User { 
    @Test 
    public void chargeForPhone() { 
        HomeBattery homeBattery = new HomeBattery(); 
        int homeVolt = homeBattery.supply(); 
        System.out.println("家庭電源提供的電壓是 " + homeVolt + "V"); 
 
        USBLine usbLine = new USBLine(); 
        usbLine.charge(homeVolt); 
    } 
} 

運行結果如下：

• 家庭電源提供的電壓是 220V
• java.lang.IllegalArgumentException: 只能接收 5V 電壓

這時，如果加入電源適配器：

Adapter類

class Adapter { 
    int convert(int homeVolt) { 
        // 適配過程：使用電阻、電容等器件將其降低為輸出 5V 
        int chargeVolt = homeVolt - 215; 
        return chargeVolt; 
    } 
} 

然后，用戶再使用適配器將家庭電源提供的電壓轉換為充電電壓：

User類

public class User { 
    @Test 
    public void chargeForPhone() { 
        HomeBattery homeBattery = new HomeBattery(); 
        int homeVolt = homeBattery.supply(); 
        System.out.println("家庭電源提供的電壓是 " + homeVolt + "V"); 
 
        Adapter adapter = new Adapter(); 
        int chargeVolt = adapter.convert(homeVolt); 
        System.out.println("使用適配器將家庭電壓轉換成了 " + chargeVolt + "V"); 
 
        USBLine usbLine = new USBLine(); 
        usbLine.charge(chargeVolt); 
    } 
} 

運行結果如下：

• 家庭電源提供的電壓是 220V
• 使用適配器將家庭電壓轉換成了 5V
• 正常充電

這就是適配器模式。在我們日常的開發中經常會使用到各種各樣的 Adapter，都屬于適配器模式的應用。

但適配器模式并不推薦多用。因為未雨綢繆好過亡羊補牢，如果事先能預防接口不同的問題，不匹配問題就不會發生，只有遇到源接口無法改變時，才應該考慮使用適配器。比如現代的電源插口中很多已經增加了專門的充電接口，讓我們不需要再使用適配器轉換接口，這又是社會的一個進步。

總結

以上內容是我對結構型模式做的一次簡單的總結，讓大家對結構型模式整體上有一些理解和認識，文中我以結構型模式中的適配器模式為例，進行了代碼演示，也能讓大家進一步進行了解結構型模式，程序是一個不斷改進的過程，希望我們學了設計模式之后能夠學以致用，優化自己的程序。