摘要
享元模式是一种结构型设计模式，它旨在通过共享尽可能多的对象来最小化内存使用和提高性能。该模式适用于需要创建大量相似对象的情况，通过共享这些对象的共同部分，可以减少内存占用和对象创建的开销。
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如何实现享元模式？
在实现享元模式时，我们需要将对象分为两个部分：内部状态(Intrinsic State)和外部状态(Extrinsic State)。内部状态是对象共享的部分，它不随外部环境的变化而改变。外部状态是对象特定的部分，它会随着外部环境的变化而变化。
享元模式的关键是使用一个工厂类来管理共享对象的创建和获取。工厂类维护一个对象池，用于存储已创建的对象。当需要获取对象时，首先检查对象池中是否存在符合条件的对象，如果存在则返回已存在的对象，否则创建一个新对象并添加到对象池中。
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外观模式提供了一个高层接口，这个接口使得这一子系统更加容易使用。简单来说，外观模式就像是一个建筑物的“门面”，它隐藏了内部的复杂结构，只展示给用户简单、清晰的操作界面。
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外观模式的组件
外观模式主要涉及两个组件：
- 外观（Facade）：一个提供简单接口的类，它调用系统中的其他类来完成任务。
- 复杂子系统：由多个类组成，每个类都有特定的责任和行为。这些类可以是库、框架或者系统的其他部分。
外观模式的优点
- 简化接口：它为复杂的子系统提供一个简单的接口。
- 降低耦合度：客户端与子系统的耦合度降低，因为客户端只需要与外观交互。
- 提高灵活性：对子系统的修改不会影响到客户端。
外观模式的缺点
- 不符合开闭原则：如果子系统需要添加新功能，可能需要修改外观类。
外观模式的例子
假设我们有一个家庭影院系统，它由多个部分组成：投影仪、音响、DVD播放器等。每个部分有自己的操作方式，如果用户直接与这些复杂的子系统交互，可能会感到困惑。因此，我们可以创建一个外观类来简化这些操作。
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组合模式是一种结构型设计模式，它允许你将对象组合成树形结构来表现整体/部分的层次结构。组合模式使得客户端可以统一对待单个对象和组合对象。
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组合模式的关键角色
- Component：这是组合中对象声明接口的抽象类，在适当的情况下，实现所有类共有接口的默认行为。它声明了一个接口用于访问和管理子部件。
- Leaf：在组合中表示叶节点对象，叶节点没有子节点。
- Composite：定义有子部件的那些部件的行为，存储子部件，并在Component接口中实现与子部件有关的操作。
组合模式的优点
- 简化客户端代码，因为它可以一致地对待单个对象和组合对象。
- 更容易增加新类型的组件，因为你不需要改变现有的代码。
组合模式的缺点
- 设计上可能会更加复杂，因为你需要创建一个共同的接口和一个抽象类，这些类的层次结构可以变得非常深和复杂。
- 在组合模式中，设计初期需要仔细考虑系统的结构，以支持未来的变化。
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装饰模式的核心在于，它允许在不改变对象自身的基础上，在运行时向对象添加新的职责。这是通过创建一个包含原始对象的特殊包装对象（即装饰器）来实现的。装饰器类遵循与原始对象相同的接口，并在调用原始对象的方法之前或之后添加额外的行为。
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结构组成
装饰模式通常由以下几个角色组成：
- 抽象组件 (Component)：定义一个对象接口，可以给这些对象动态地添加职责。
- 具体组件 (ConcreteComponent)：定义了一个具体的对象，也可以给这个对象添加一些职责。
- 装饰抽象类 (Decorator)：实现了组件接口的同名接口，并持有一个组件实例的引用。这个类的任务是定义一个与组件接口一致的接口。
- 具体装饰类 (ConcreteDecorator)：具体实现装饰抽象类，其目的是给组件添加额外的职责。
优点
装饰模式的优点包括：
- 增加对象的职责是灵活的。
- 可以动态地添加或删除职责。
- 可以用多个装饰类包装一个对象来组合几个行为。
- 装饰模式是继承的一种替代模式，可以动态扩展一个实现类的功能。
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桥接模式是一种结构型设计模式，它将抽象部分与其实现部分分离，使它们可以独立地变化。通过这种方式，桥接模式通过组合的方式建立两个独立变化的维度，一个维度为抽象层（Abstraction），另一个维度为实现层（Implementation），从而减少它们之间的耦合。
在传统的继承机制中，抽象和实现通常是通过继承关系来耦合的，这样的设计难以应对变化，因为一旦抽象部分需要更改，它的实现部分也必须更改，反之亦然。桥接模式通过引入一个抽象层来管理实现层的引用，从而使得抽象和实现可以独立地进行扩展。
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应用场景
桥接模式适用于以下场景：
- 当你想要避免一个抽象有多个维度的实现时，例如不同的界面（UI）和不同的业务规则。
- 当你需要在运行时切换不同的实现方式时。
- 当一个类存在两个独立变化的维度，且这两个维度都需要进行扩展时。
优势与劣势
优势
- 分离接口及其实现部分：提供了系统的灵活性，允许独立地管理抽象层和实现层。
- 扩展性强：不论是抽象层还是实现层，都可以独立地进行扩展而不影响对方。
- 符合开闭原则：可以独立地对抽象和实现进行扩展，而不是通过继承来增加功能，这符合开闭原则。
- 隐藏实现细节：用户只与抽象层交互，不需要关心实现细节。
