设计模式の建造者适配器桥接模式

news/2024/12/20 2:15:47/

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前言

  本篇是关于设计模式建造者模式适配器模式(3种)、以及桥接模式的笔记。


一、建造者模式

  建造者模式是属于创建型设计模式,通过一步步构建一个复杂对象的方式,隐藏复杂的构造过程使得对象的创建过程更加灵活、易于扩展,同时不需要指定具体的构造方式。
  其组成部分有:

  • 产品:表示被建造的对象。
  • 抽象建造者:通常是抽象类或接口,定义了创建产品所需要的方法,由不同的子类去描述建造不同产品的具体步骤
  • 指挥者:组合了建造者对象,通常是将建造者对象作为其属性,提供方法控制建造的过程,指挥建造者完成特定的构建步骤。
  • 具体建造者:继承/实现抽象建造者,重写其中的方法,描述不同产品的建造步骤。

  为什么要使用建造者模式?我们可以看一个例子,假设现在需要建一所房子,用一个实体类封装房子的属性:

java">/*** 不管是 高层,洋房,还是别墅 都有 固定的这些属性*/
public class House {private String basic;private String wall;private String roof;public House() {}public House(String basic, String wall, String roof) {this.basic = basic;this.wall = wall;this.roof = roof;}//....get set 方法
}

  客户端直接完成对房子的创建,这样做很明显是存在弊端的。因为房子的种类有很多种,每一种的建造过程也是不一样的,虽然都包含一些共有的属性:

java">public class Client {public static void main(String[] args) {House house = new House();house.setBasic("打地基");house.setWall("砌墙");house.setRoof("盖屋顶");//--------如果有不同的房子要建立呢?---------------// 伪代码
//        if (type.equals("别墅")){
//            house.setBasic("打别墅的地基");
//            house.setWall("砌别墅的墙");
//            house.setRoof("盖别墅的屋顶");
//        }else {
//            house.setBasic("打高层的地基");
//            house.setWall("砌高层的墙");
//            house.setRoof("盖高层的屋顶");
//        }//--------如果后续对于工序还有不同的要求呢?---------------}
}

  使用建造者模式改进:

  1. 引入一个房子的建造者,定义了建不同房子都必须有的共有的工序:
java">/*** 房子的建造者*/
public abstract class CommonHouseBuilder {protected House house = new House();abstract void buildBasic();abstract void buildWalls();abstract void buildRoof();/*** 返回建造好的房子* @return*/public House getHouse() {return house;}}
  1. 具体的产品实现类,代表建立不同类型的房子:
java">public class HighRise extends CommonHouseBuilder{@Overridevoid buildBasic() {System.out.println("高层地基");}@Overridevoid buildWalls() {System.out.println("高层砌墙");}@Overridevoid buildRoof() {System.out.println("高层封顶");}
}
java">public class Villa extends CommonHouseBuilder{@Overridevoid buildBasic() {house.setBasic("别墅打基础");}@Overridevoid buildWalls() {house.setWall("别墅砌墙");}@Overridevoid buildRoof() {house.setRoof("别墅封顶");}
}
  1. 引入指挥者,指定建造的顺序:
java">/*** 建房子的指挥者*/
public class HouseBuildCommander {CommonHouseBuilder commonHouseBuilder;public HouseBuildCommander(CommonHouseBuilder commonHouseBuilder) {this.commonHouseBuilder = commonHouseBuilder;}public HouseBuildCommander() {}/*** 建造房子* @return*/public House constructHouse() {commonHouseBuilder.buildBasic();commonHouseBuilder.buildWalls();commonHouseBuilder.buildRoof();return commonHouseBuilder.getHouse();}}
  1. 客户端只需要让指挥者去指挥建造需要的房子即可:
java">public class Client {public static void main(String[] args) {//让指挥者 建造别墅HouseBuildCommander houseBuildCommander = new HouseBuildCommander(new Villa());House house = houseBuildCommander.constructHouse();System.out.println(house);}
}

House{basic = 别墅打基础, wall = 别墅砌墙, roof = 别墅封顶}

  从改造后的案例,不难看出,建造者模式,一般适用于产品建造过程有较多共同点的情况,例如上面的案例,无论是建别墅,高层也好,都需要经过打基础,砌墙,封顶的过程,只是不同的房子具体的工艺不一样。如果产品之间建造过程差异很大,比如建房子和建桥,那么就不适合使用建造者模式。并且建造者模式,和抽象工厂模式的区别在于,建造者模式注重创建产品的过程,而抽象工厂模式,强调的是通过提供一个统一的接口来创建这些产品系列,而不关心具体实现。

  • 如果你需要创建一组相关的产品,使用抽象工厂模式;
  • 如果你需要按步骤创建一个复杂对象,使用建造者模式

二、适配器模式

  适配器模式是一种结构型设计模式,适用于一个类的接口转换成客户端希望的另一个接口。通过适配器模式,可以让原本因接口不兼容而无法一起工作的类协同工作。
  也可以用生活中的一个案例说明,例如有些笔记本电脑是支持直接插入网线的:
在这里插入图片描述  而有一些则没有网线接口,只有usb插槽,则需要在网线和usb插槽之间使用一个转接器
在这里插入图片描述  通过转接器,便可以实现有线上网的方式。这里的转接器就是适配器的体现(在网线和usb插槽之间作为缓冲层,对两者进行适配转换)。
  由此可知,适配器模式的主要角色有:

  1. 目标接口:客户端希望使用的接口。
  2. 源接口:需要被适配的接口,通常是一个现有的类或库,但它的接口与客户端不兼容。
  3. 适配器:实现目标接口的类,它将源接口转化为目标接口。

  如果体现在代码中,适配器模式分为类适配器对象适配器接口适配器三种体现,其中类适配器的适配器类,是使用继承被适配类,实现适配类的形式,不够灵活,所以不再记录。

2.1、对象适配器

  目前笔记本电脑有一个usb,无法直接插上网线:

java">public class Usb {public String outputUsb(){String type = "usb接口";System.out.println("向外提供"+type);return type;}
}

  网线接口:

java">public interface NetworkCable {String outputNetworkCable();
}

  通过适配器,使网线可以通过usb接口正常工作:

java">public class Adapt implements NetworkCable{private Usb usb;public Adapt(Usb usb) {this.usb = usb;}@Overridepublic String outputNetworkCable() {String usb = this.usb.outputUsb();System.out.println("将usb接口转接为网线接口");return "网线接口";}
}
java">public class Computer {public void connectInternet(NetworkCable networkCable){if (networkCable.outputNetworkCable().equals("网线接口")){System.out.println("连接互联网");}else {System.out.println("不能有线上网!");}}
}

  电脑的使用者,只需要在连接网络时,通过适配器连上电脑的usb接口,再将网线插到适配器上,即可实现有线上网:

java">public class Client {public static void main(String[] args) {Computer computer = new Computer();computer.connectInternet(new Adapt(new Usb()));}
}

2.2、接口适配器

  接口适配器,通常运用在某个具体的实现类,只想实现接口中部分方法的情况:
  接口中有五个方法:

java">public interface Inter {void method1();void method2();void method3();void method4();void method5();}

  但是某个实现类只想实现其中的部分方法,可以引入一个抽象类作为中间层,实现所有的方法:

java">public abstract class AbsClass implements Inter{@Overridepublic void method1() {}@Overridepublic void method2() {}@Overridepublic void method3() {}@Overridepublic void method5() {}@Overridepublic void method4() {}
}

  具体的实现类只需要继承抽象类即可自由选择需要实现的方法:

java">public class BusinessClass extends AbsClass{@Overridepublic void method1() {System.out.println("只用到了method1");}
}

三、桥接模式

  桥接模式是一种结构型设计模式,引入桥接对象来解耦抽象部分和具体实现部分,使抽象部分与实现部分分离。
  其主要角色有:

  1. 抽象类:定义了抽象的接口,并持有一个对实现类对象的引用。抽象类的实现通常依赖于实现类。
  2. 扩展抽象类:是抽象类的具体子类,提供了具体的功能实现。
  3. 实现类接口:定义了实现类的接口,通常是一个抽象类或者接口,提供了具体实现类的基本方法。
  4. 具体实现类:实现了实现类接口的具体类,负责实现具体的功能。

  如果举一个生活中的案例,例如手机有不同的款式,比如翻盖式,折叠式,不同的式样又有不同的品牌。假设需要新增一个样式,那么需要在新的样式下加上所有的品牌。(反之也一样,在所有的品牌下都加上新样式)。
  引入桥接模式解决这样的问题,则可以将品牌设置为一个接口,并定义所有品牌手机都具有的功能(开机,关机,打电话):

java">/*** 品牌* 所有品牌的手机都有开机关机,打电话的功能*/
public interface Brand {void open();void close();void call();
}

  不同品牌的手机实现品牌接口,重写其中的方法:

java">public class VivoPhone implements Brand {@Overridepublic void open() {System.out.println("vivo 手机 开机");}@Overridepublic void close() {System.out.println("vivo 手机 关机");}@Overridepublic void call() {System.out.println("vivo 手机 打电话");}
}
java">public class XiaomiPhone implements Brand{@Overridepublic void open() {System.out.println("小米手机 开机");}@Overridepublic void close() {System.out.println("小米手机 关机");}@Overridepublic void call() {System.out.println("小米手机 打电话");}
}

  将手机设置为抽象类,组合了品牌,同时引用了不同品牌共有的方法:

java">public abstract class Phone {private Brand brand;public Phone(Brand b) {this.brand = b;}public void open(){brand.open();}public void close(){brand.close();}public void call(){brand.call();}}

  不同样式的手机,只需要继承手机抽象类即可:

java">public class FoldedPhone extends Phone{public FoldedPhone(Brand b) {super(b);}@Overridepublic void open() {super.open();System.out.println("折叠式 手机开机");}@Overridepublic void close() {super.close();System.out.println("折叠式 手机关机");}@Overridepublic void call() {super.call();System.out.println("折叠式 手机打电话");}
}

  创建一个折叠式的小米手机:

java">public class Client {public static void main(String[] args) {FoldedPhone foldedPhone = new FoldedPhone(new XiaomiPhone());foldedPhone.call();foldedPhone.open();foldedPhone.close();}
}

小米手机 打电话
折叠式 手机打电话
小米手机 开机
折叠式 手机开机
小米手机 关机
折叠式 手机关机

  如果后续需要增加品牌或者样式,只需要实现品牌接口,或者继承手机抽象类即可。从这个案例不难看出,当一个系统有多个维度需要变化时,桥接模式可以把这些维度分开,避免创建大量的子类和多重继承



http://www.ppmy.cn/news/1556532.html

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