设计模式结构型模式

设计模式是软件工程中经过实践证明并被广泛认可的最佳实践的总结。设计模式分为创建型模式、结构型模式和行为型模式。其中，结构型模式指的是在不改变原有类的情况下，通过组合和聚合等方式来扩展类的功能。本文将从多个角度分析结构型模式的应用场景、实现方法以及优缺点。

一、应用场景

结构型模式的应用场景包括但不限于以下几个方面：

1. 对象适配器：在原有接口不符合需求时，采用适配器模式，定义一个包装类来包装不兼容的接口，从而实现类之间的无缝连接。

2. 类适配器：使用多重继承方式，实现对目标类的扩展。

3. 装饰模式：在不改变原有对象的基础上，额外增加新的功能。

4. 代理模式：由于某些情况下，直接访问目标对象不方便或不符合需求，因此需要通过代理对象来完成间接访问，以此来实现对目标对象的访问控制或者增强功能等。

5. 外观模式：将复杂系统封装进一个简单接口，对外部提供简单调用接口，屏蔽内部细节，从而降低系统间的耦合度。

二、实现方法

1. 类适配器：通过使用多重继承的方式，实现对目标类的扩展。具体实现方式如下：

```

class Adaptee {

public void SpecificRequest()

{

System.out.println("SpecificRequest");

}

}

interface Target {

public void Request();

}

class Adapter extends Adaptee implements Target {

public void Request()

{

SpecificRequest();

}

}

```

2. 对象适配器：适用于原有接口和目标接口不匹配的情况，在适配器中定义一个包装类，使得原有接口能够被调用。具体的实现方法如下：

```

class Adaptee {

public void SpecificRequest()

{

System.out.println("SpecificRequest");

}

}

interface Target {

public void Request();

}

class Adapter implements Target {

Adaptee adaptee=new Adaptee();

public void Request()

{

adaptee.SpecificRequest();

}

}

```

3. 装饰模式：通过继承原有对象并通过重载方法的方式来实现对对象功能的扩展。具体实现方式如下：

```

interface Component {

public void operation();

}

class ConcreteComponent implements Component {

public void operation()

{

System.out.println("operation implemented in ConcreteComponent");

}

}

class Decorator implements Component {

Component component;

public Decorator(Component component)

{

this.component=component;

}

public void operation()

{

component.operation();

}

}

class ConcreteDecorator1 extends Decorator {

public ConcreteDecorator1(Component component)

{

super(component);

}

public void operation()

{

super.operation();

System.out.println("ConcreteDecorator1 operation");

}

}

class ConcreteDecorator2 extends Decorator {

public ConcreteDecorator2(Component component)

{

super(component);

}

public void operation()

{

super.operation();

System.out.println("ConcreteDecorator2 operation");

}

}

```

三、优缺点

1. 类适配器模式的优点是能够对目标类进行扩展，在不需要修改目标类的情况下，通过适配器扩展目标类的功能，而缺点则是适配器是向目标类的静态实现方法进行扩展，无法适配目标类的非静态成员对象和方法。

2. 对象适配器模式的优点则是利用对象组合的方式来扩展目标类的功能，允许适配器与目标类之间存在关联关系，且能够适配非静态成员对象和方法，但缺点是需要创建新的对象，增加系统的开销。

3. 装饰模式的优点则是不需要修改原有对象，只需要通过继承方式来扩展对象的功能，且扩展的功能可以根据需求动态添加和删除，而缺点则是因为需要继承原有类，因此会增加系统复杂度。

综上所述，结构型模式是一种在系统设计中提高代码复用性的一种方法，它通过利用组合和聚合等方式，来扩展类的功能。其中，适配器模式适用于接口不符合的情况，装饰模式则是扩展原有对象的功能，外观模式则是为复杂系统提供更加可读性的简洁接口。