设计模式|结构型模式总结

1. 介绍

结构型设计模式（Structural Patterns） 主要关注类与对象的组合，以提高代码的灵活性和可维护性。这些模式帮助创建更大结构，同时保持代码的低耦合性。

结构型设计模式包括以下七种：

1. 适配器模式（Adapter）

2. 桥接模式（Bridge）

3. 组合模式（Composite）

4. 装饰器模式（Decorator）

5. 外观模式（Facade）

6. 享元模式（Flyweight）

7. 代理模式（Proxy）

---

2. 适配器模式（Adapter）

目的：使接口不兼容的类能够协同工作。

实现方式：通过包装（Wrapper）转换接口。

示例（Python 实现）：

class OldSystem:
    def specific_request(self):
        return "Old System Data"

class Adapter:
    def __init__(self, old_system):
        self.old_system = old_system
    
    def request(self):
        return self.old_system.specific_request()

old_system = OldSystem()
adapter = Adapter(old_system)
print(adapter.request())

---

3. 桥接模式（Bridge）

目的：分离抽象部分和实现部分，使它们可以独立变化。

示例：

class Implementation:
    def operation(self):
        pass

class ConcreteImplementationA(Implementation):
    def operation(self):
        return "Implementation A"

class Abstraction:
    def __init__(self, implementation):
        self.implementation = implementation
    
    def operation(self):
        return self.implementation.operation()

abstraction = Abstraction(ConcreteImplementationA())
print(abstraction.operation())

---

4. 组合模式（Composite）

目的：处理树形结构，使单个对象和组合对象的使用一致。

示例：

class Component:
    def operation(self):
        pass

class Leaf(Component):
    def operation(self):
        return "Leaf"

class Composite(Component):
    def __init__(self):
        self.children = []
    
    def add(self, component):
        self.children.append(component)
    
    def operation(self):
        return "+".join([child.operation() for child in self.children])

leaf = Leaf()
composite = Composite()
composite.add(leaf)
print(composite.operation())

---

5. 装饰器模式（Decorator）

目的：动态地给对象增加额外的功能。

示例：

def decorator(func):
    def wrapper():
        print("Before Function Call")
        func()
        print("After Function Call")
    return wrapper

@decorator
def function():
    print("Hello")

function()

---

6. 外观模式（Facade）

目的：提供一个统一的接口，简化子系统的复杂性。

示例：

class SubsystemA:
    def operation(self):
        return "SubsystemA Operation"

class SubsystemB:
    def operation(self):
        return "SubsystemB Operation"

class Facade:
    def __init__(self):
        self.a = SubsystemA()
        self.b = SubsystemB()
    
    def operation(self):
        return f"{self.a.operation()} + {self.b.operation()}"

facade = Facade()
print(facade.operation())

---

7. 享元模式（Flyweight）

目的：减少内存占用，通过共享相似对象来避免创建大量相同对象。

示例：

class Flyweight:
    _instances = {}
    
    @staticmethod
    def get_instance(key):
        if key not in Flyweight._instances:
            Flyweight._instances[key] = Flyweight()
        return Flyweight._instances[key]

fw1 = Flyweight.get_instance("A")
fw2 = Flyweight.get_instance("A")
print(fw1 is fw2)  # True

---

8. 代理模式（Proxy）

目的：控制对象的访问，如权限控制、远程代理、虚拟代理。

示例：

class RealSubject:
    def request(self):
        return "RealSubject Request"

class Proxy:
    def __init__(self, real_subject):
        self.real_subject = real_subject
    
    def request(self):
        print("Proxy: Checking Access")
        return self.real_subject.request()

real = RealSubject()
proxy = Proxy(real)
print(proxy.request())

---

9. 总结

结构型设计模式 通过合理组织类和对象，使系统更灵活、可扩展。根据不同需求，选择合适的模式：

模式	主要作用
适配器模式	连接不同接口的类
桥接模式	分离抽象和实现，提高扩展性
组合模式	处理树形结构，使单个对象和组合对象一致
装饰器模式	动态添加功能，提高灵活性
外观模式	提供统一接口，简化复杂系统调用
享元模式	共享对象，减少内存占用
代理模式	控制对象访问，如远程代理、权限管理