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