sjms-3 结构型模式

结构型模式

适配器模式

内容：将一个类的接口转换成客户希望的另一个接口。适配器模式使
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。
两种实现方式：
类适配器：使用多继承
对象适配器：使用组合

角色：
目标接口（Target）
待适配的类（Adaptee）
适配器（Adapter）
适用场景：
想使用一个已经存在的类，而它的接口不符合你的要求（对象适配器）想使用一些已经存在的子类，但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。

from abc import ABCMeta, abstractmethod

class Payment(metaclass=ABCMeta):
    # abstract class
    @abstractmethod
    def pay(self, money):
        pass

class Alipay(Payment):
    def pay(self, money):
        print("支付宝支付%d元." % money)

class WechatPay(Payment):
    def pay(self, money):
        print("微信支付%d元." % money)

class BankPay:
    def cost(self, money):
        print("银联支付%d元." % money)

class ApplePay:
    def cost(self, money):
        print("苹果支付%d元." % money)

# # 类适配器
# class NewBankPay(Payment, BankPay):
#     def pay(self, money):
#         self.cost(money)# 把不兼容的转成兼容的
# 当有多个接口不同的类时，这样会导致要写多个类去继承

# 对象适配器
class PaymentAdapter(Payment):
    def __init__(self, payment):
        self.payment = payment

    def pay(self, money):
        self.payment.cost(money)  # 调用不兼容对象的方法  ， 包装 不兼容的接口方法 成兼容的

p = PaymentAdapter(BankPay())         # 一个类里放另一个类对象
p.pay(100)

# 组合

# class A:
#     pass
#
# class B:
#     def __init__(self):
#         self.a = A()

　　

桥模式

内容：
　　将一个事物的两个维度分离，使其都可以独立地变化。

角色：
抽象（Abstraction）
细化抽象（RefinedAbstraction）
实现者（Implementor）
具体实现者（ConcreteImplementor）

应用场景：
当事物有两个维度上的表现，两个维度都可能扩展时。
优点：
抽象和实现相分离
优秀的扩展能力

from abc import ABCMeta, abstractmethod

class Shape(metaclass=ABCMeta):
    def __init__(self, color):
        self.color = color
    @abstractmethod
    def draw(self):
        pass

class Color(metaclass=ABCMeta):
    @abstractmethod
    def paint(self, shape):
        pass

class Rectangle(Shape):
    name = "长方形"
    def draw(self):
        # 长方形逻辑
        self.color.paint(self)

class Circle(Shape):
    name = "圆形"
    def draw(self):
        # 圆形逻辑
        self.color.paint(self)   # 调用color 对象的paint并把self形状对象传过去，方便color的paint打印

class Line(Shape):
    name = "直线"
    def draw(self):
        # 直线逻辑
        self.color.paint(self)

class Red(Color):
    def paint(self, shape):
        print("红色的%s" % shape.name)

class Green(Color):
    def paint(self, shape):
        print("绿色的%s" % shape.name)

class Blue(Color):
    def paint(self, shape):
        print("蓝色的%s" % shape.name)

shape = Line(Blue())
shape.draw()

shape2 = Circle(Green()) # 先把color对象传过来，以便draw调用
                         # (其实draw调用的时候，是调用color的paint方法，并把shape对象传给paint让它去调用shape的name)
shape2.draw()

# 两个维度都可以扩展

　　

组合模式

内容：将对象组合成树形结构以表示“部分-整体”的层次结构。组合模式使得用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性。
角色：
抽象组件（Component）
叶子组件（Leaf）
复合组件（Composite）
客户端（Client）

from abc import ABCMeta, abstractmethod

# 抽象组件
class Graphic(metaclass=ABCMeta):
    @abstractmethod
    def draw(self):
        pass

# 叶子组件
class Point(Graphic):
    def __init__(self, x, y):
        self.x = x
        self.y = y

    def __str__(self):
        return "点(%s, %s)" % (self.x, self.y)

    def draw(self):
        print(str(self))

# 叶子组件
class Line(Graphic):
    def __init__(self, p1, p2):
        self.p1 = p1
        self.p2 = p2

    def __str__(self):
        return "线段[%s, %s]" % (self.p1, self.p2)

    def draw(self):
        print(str(self))

# 复合组件
class Picture(Graphic):                    # 组合（组装类）
    def __init__(self, iterable):
        self.children = []
        for g in iterable:
            self.add(g)

    def add(self, graphic):
        self.children.append(graphic)

    def draw(self):
        print("------复合图形------")
        for g in self.children:
            g.draw()
        print("------复合图形------")

p1 = Point(2,3)
l1 = Line(Point(3,4), Point(6,7))    # 将简单的类对象，作为参数传递进行组合
l2 = Line(Point(1,5), Point(2,8))
pic1 = Picture([p1, l1, l2])

p2 = Point(4,4)
l3 = Line(Point(1,1), Point(0,0))
pic2 = Picture([p2, l3])

pic = Picture([pic1, pic2])
pic.draw()

"""
------复合图形------
------复合图形------
点(2, 3)
线段[点(3, 4), 点(6, 7)]
线段[点(1, 5), 点(2, 8)]
------复合图形------
------复合图形------
点(4, 4)
线段[点(1, 1), 点(0, 0)]
------复合图形------
------复合图形------
"""

　　

适用场景：
表示对象的“部分-整体”层次结构（特别是结构是递归的）
希望用户忽略组合对象与单个对象的不同，用户统一地使用组合结构中的所有对象
优点：
定义了包含基本对象和组合对象的类层次结构
简化客户端代码，即客户端可以一致地使用组合对象和单个对象
更容易增加新类型的组件

外观模式

内容：为子系统中的一组接口提供一个一致的界面，外观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。
角色：
外观（facade）
子系统类（subsystem classes）

class CPU:
    def run(self):
        print("CPU开始运行")

    def stop(self):
        print("CPU停止运行")

class Disk:
    def run(self):
        print("硬盘开始工作")

    def stop(self):
        print("硬盘停止工作")

class Memory:
    def run(self):
        print("内存通电")

    def stop(self):
        print("内存断电")

class Computer: # Facade
    def __init__(self):
        self.cpu = CPU()
        self.disk = Disk()
        self.memory = Memory()

    def run(self):
        self.cpu.run()
        self.disk.run()
        self.memory.run()

    def stop(self):
        self.cpu.stop()
        self.disk.stop()
        self.memory.stop()

computer = Computer()          # 高级别的封装调用，使外观调用一致
computer.run()
computer.stop()

　　

优点：
减少系统相互依赖
提高了灵活性
提高了安全性

代理模式

内容：为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。
应用场景：
远程代理：为远程的对象提供代理
虚代理：根据需要创建很大的对象
保护代理：控制对原始对象的访问，用于对象有不同访问权限时

from abc import ABCMeta, abstractmethod

class Subject(metaclass=ABCMeta):
    @abstractmethod
    def get_content(self):
        pass

    @abstractmethod
    def set_content(self, content):
        pass

class RealSubject(Subject):
    def __init__(self, filename):
        self.filename = filename
        with open(filename, 'r', encoding='utf-8') as f:
            print("读取文件内容")
            self.content = f.read()

    def get_content(self):
        return self.content

    def set_content(self, content):
        with open(self.filename, 'w', encoding='utf-8') as f:
            f.write(content)

class VirtualProxy(Subject):
    def __init__(self, filename):     # 不直接调用文件，防止文件过大，占到内存到
        self.filename = filename     # 创建对象时不会读取文件内容，
        self.subj = None

    def get_content(self):
        if not self.subj:
            self.subj = RealSubject(self.filename)  # 在调用get_content 时才真正去打开文件
        return self.subj.get_content()

    def set_content(self, content):
        if not subj:
            self.subj = RealSubject(self.filename)
        return self.subj.set_content(content)

class ProtectedProxy(Subject): # 保护代理
    def __init__(self, filename):
        self.subj = RealSubject(filename)

    def get_content(self):
        return self.subj.get_content()

    def set_content(self, content):
        raise PermissionError("无写入权限")

#subj = RealSubject("test.txt")
#subj.get_content()

subj = ProtectedProxy("test.txt")
print(subj.get_content())
# subj.set_content("abc")

　　

角色：
抽象实体（Subject）
实体（RealSubject）
代理（Proxy）
优点：
远程代理：可以隐藏对象位于远程地址空间的事实
虚代理：可以进行优化，例如根据要求创建对象
保护代理：允许在访问一个对象时有一些附加的内务处理