结构型模式

——对象关系复杂度的结构化管理哲学

一、结构型模式的本质（先于具体模式）

1. 结构型模式解决的根问题是什么？

在软件系统中，复杂性并非只来源于"逻辑"，更多来自于：

• 对象数量的增加
• 对象关系的交织
• 变化在结构中的传播

结构型模式的核心使命只有一个：

在不破坏系统稳定性的前提下，组织对象之间的关系，以控制复杂度与变化的扩散。

2. 结构型模式的三大不变关注点（稳定知识）

结构型模式不是"加功能"， 而是 重新组织关系。

3. 结构型模式的抽象分类（升维视角）

二、适配器模式（Adapter）

1. 模式本质（第一性原理）

通过引入中间转换层，隔离接口不兼容带来的变化。

适配器并不改变已有对象的能力，只改变访问方式。

2. 适配器解决的核心矛盾

• 现实系统中：
  • 新接口 ≠ 旧接口
  • 第三方代码不可修改
• 直接修改原有类：
  • 破坏稳定性
  • 增加回归风险

适配器 = 变化的缓冲区

3. 稳定结构模型

classDiagram
Target <|-- Adapter
Adaptee <-- Adapter
Client --> Target

• Client 只依赖 Target（稳定接口）
• Adapter 吸收不兼容变化
• Adaptee 保持不变

4. 分类（本质而非语法）

5. 与外观模式的根本区别

三、桥接模式（Bridge）

1. 模式本质

将"抽象维度"与"实现维度"解耦，使它们可以独立演化。

桥接模式不是为了解耦类， 而是为了解耦 变化的维度。

2. 根问题：多维度变化导致的继承爆炸

当一个类同时沿多个维度变化时：

• 继承 = 维度乘法
• 类数量指数增长
• 系统不可维护

3. 稳定结构模型

classDiagram
Abstraction o--> Implementor
RefinedAbstraction --|> Abstraction
ConcreteImplementor --|> Implementor

• 抽象只依赖接口
• 实现可以自由替换
• 变化被隔离在各自维度中

4. 与策略模式的边界

四、组合模式（Composite）

1. 模式本质

通过递归一致性，使单个对象与对象组合对客户端透明。

组合模式解决的不是"树"， 而是 一致性问题。

2. 三个不可动摇的原理

1. 统一接口（Leaf 与 Composite 等价）
2. 递归结构（组合中包含组合）
3. 客户端透明性（Client 无需区分节点类型）

3. 稳定结构模型

classDiagram
Component <|-- Leaf
Component <|-- Composite
Composite o--> Component
Client --> Component

4. 适用场景的抽象表达

• 文件系统
• UI 组件树
• 组织结构
• 路由 / 流程编排

五、装饰器模式（Decorator）

1. 模式本质

在不改变对象接口与语义的前提下，叠加对象能力。

装饰器不是"代理"， 而是 能力增强机制。

2. 为什么不用继承？

• 继承：
  • 静态
  • 类爆炸
• 装饰器：
  • 动态组合
  • 按需叠加

3. 稳定结构模型

classDiagram
Component <|-- ConcreteComponent
Component <|-- Decorator
Decorator o--> Component

4. 与代理模式的分界线

六、外观模式（Facade）

1. 模式本质

为复杂子系统提供一个认知友好的统一入口。

外观模式解决的是： "系统可用性"而非"系统能力"。

2. 稳定结构模型

classDiagram
Facade --> SubSystemA
Facade --> SubSystemB
Client --> Facade

3. 设计哲学

• 子系统可以复杂
• 对外接口必须简单
• 降低认知成本

七、享元模式（Flyweight）

1. 模式本质

通过分离可共享状态与不可共享状态，降低对象数量成本。

2. 核心思想

• 内部状态：可共享、不变
• 外部状态：不可共享、由客户端维护

3. 稳定结构模型

classDiagram
FlyweightFactory --> Flyweight
Client --> FlyweightFactory

八、代理模式（Proxy）

1. 模式本质

通过引入间接层，控制对象的访问方式与访问时机。

2. 代理关注的不是"功能"，而是"治理"

• 权限控制
• 延迟加载
• 日志监控
• 远程访问

3. 稳定结构模型

classDiagram
Subject <|-- RealSubject
Subject <|-- Proxy
Proxy o--> RealSubject
Client --> Subject

九、Generation Gap（生成-扩展隔离模式）

1. 正确定位（非 GoF 正统结构型模式）

这是一个 工程演进与代码生成隔离模式， 而非经典结构型模式。

2. 模式本质

通过继承层次隔离"生成代码"与"手写代码"的变化。

3. 核心矛盾与解决思路

十、结构型模式的决策矩阵（工程视角）