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关于java:策略模式Strategy-Pattern封装变化灵活应对需求变更

jiezi

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1. 一个简略的模仿鸭子游戏

咱们先来看一个模仿鸭子的游戏：游戏中会呈现各种鸭子，它们一边游泳戏水，一边呱呱叫。

通过一番调研后：
已知的鸭子品种有：野鸭（Mallard Duck）、红头鸭（Redhead Duck）、橡皮鸭（Rubber Duck）。
已知的鸭子行为有：游泳（Swim）、嘎嘎叫（Quack）、显示鸭子的样子（Display）。

上面是这些鸭子的外观：

需要明确，开搞！

1.1 是时候展现 OO 技术了~

为了可复用性，设计了一个鸭子超类Duck，并让各种鸭子继承此超类：

  • 该超类中实现了 swim()、quack() 办法，因为每一种鸭子外观不同，所以 display() 指定为形象办法（当然该类也是抽象类）。
  • 各个子类具体实现了 display() 办法
  • 因为橡皮鸭不会“嗄嗄叫”，所以重写了 quack() 办法为“吱吱叫”。

上面是 UML 类图：

1.2 Change！！！

咱们晓得软件开发的一个不变的真谛是：“变动”！

当初要求减少一种鸭子行为：航行（Fly），该怎么做呢？

如果持续应用继承，那么橡皮鸭是不会航行的，还是须要重写 fly() 办法。如下：

那如果再减少一种鸭子：钓饵鸭（Decoy Duck），这是只木头鸭子，它即不会叫，也不会航行 ……

看来继承是不能满足需要了！

1.3 应用接口怎么样？

将 fly() 办法和 quack() 抽离进去，做成接口，让领有该行为的鸭子对其进行实现。如下：

这仿佛解决了当初的问题！

但如果再减少 100 只鸭子呢？岂不是所有会航行或会叫的鸭子，都要实现一遍，没有达到代码的复用性。而且一旦要批改某个行为将是一件苦楚的事（比方将所有“吱吱叫”改成“仿真呱呱叫”）……

1.4 封装变动

有一个设计准则，恰好实用于下面模仿鸭子游戏的情况。

找出利用中可能须要变动之处，把它们独立进去，不要和那些不须要变动的代码混在一起。

换句话说，如果每次来新的需要，都会使某方面的代码发生变化，那么你就能够确定，这部分的代码须要被抽出来，和其余稳固的代码有所辨别。

这便是策略模式的精力所在，上面咱们来看该模式的具体介绍。

2. 策略模式

策略模式（Strategy Pattern）是一种行为型模式。该模式定义一系列的算法，把它们一个个封装起来，并使它们能够互相替换。该模式让算法的变动独立于应用它的客户。

Define a family of algorithms, encapsulate each one, and make them interchangeable.

该设计模式体现了几个设计准则：

  • 封装变动
  • 针对接口编程，而不是实现类
  • 多用组合，少用继承

策略模式由三局部组成：

  • Strategy（策略）

定义了所有策略的公共接口。上下文（Context）应用这个接口来调用某个具体策略（ConcreteStrategy）。

  • ConcreteStrategy（具体策略）

Strategy 接口的实现，定义了一个具体的策略实现。

  • Context（上下文）

定义了 Strategy 对象如何来应用，是策略算法的调用者。

3. 代码实现

咱们应用策略模式实现下面模仿鸭子游戏。

3.1 航行行为实现

定义航行行为接口

public interface Fly {void fly();
}

用翅膀航行实现类

public class FlyWithWings implements Fly {
    @Override
    public void fly() {System.out.println("用翅膀航行");
    }
}

不会航行实现类

public class FlyNoWay implements Fly {
    @Override
    public void fly() {System.out.println("不会航行");
    }
}

3.2 鸭叫行为实现

定义鸭叫行为接口

public interface Quack {void quack();
}

呱呱叫实现类

public class QuackGuaGua implements Quack {
    @Override
    public void quack() {System.out.println("呱呱叫");
    }
}

吱吱叫实现类

public class QuackZhiZhi implements Quack {
    @Override
    public void quack() {System.out.println("吱吱叫");
    }
}

不会叫实现类

public class QuackNoWay implements Quack {
    @Override
    public void quack() {System.out.println("不会叫");
    }
}

3.3 鸭子类的实现

定义鸭子抽象类

public abstract class Duck {

    protected Fly fly;
    protected Quack quack;

    public void swim() {System.out.println("正在游泳...");
    }

    public abstract void display();

    public Fly getFly() {return fly;}

    public Quack getQuack() {return quack;}
}

野鸭实现类

public class MallardDuck extends Duck {

    // 野鸭用翅膀航行，呱呱叫
    public MallardDuck() {this.fly = new FlyWithWings();
        this.quack = new QuackGuaGua();}

    @Override
    public void display() {System.out.println("外观是绿头鸭");
    }
}

红头鸭实现类

public class RedheadDuck extends Duck {

    // 红头鸭用翅膀航行，呱呱叫
    public RedheadDuck() {this.fly = new FlyWithWings();
        this.quack = new QuackGuaGua();}

    @Override
    public void display() {System.out.println("外观是红头鸭");
    }
}

橡皮鸭实现类

public class RubberDuck extends Duck {

    // 橡皮鸭不会航行，吱吱叫
    public RubberDuck() {this.fly = new FlyNoWay();
        this.quack = new QuackZhiZhi();}

    @Override
    public void display() {System.out.println("外观是橡皮鸭");
    }
}

钓饵鸭实现类

public class DecoyDuck extends Duck {

    // 钓饵鸭不会航行，也不会叫
    public DecoyDuck() {this.fly = new FlyNoWay();
        this.quack = new QuackNoWay();}

    @Override
    public void display() {System.out.println("外观是钓饵鸭");
    }
}

3.4 测试

编写简略测试类

public class Test {public static void main(String[] args) {MallardDuck mallardDuck = new MallardDuck();
        mallardDuck.display();
        mallardDuck.swim();
        mallardDuck.getFly().fly();
        mallardDuck.getQuack().quack();

        System.out.println("-------------------");

        DecoyDuck decoyDuck = new DecoyDuck();
        decoyDuck.display();
        decoyDuck.swim();
        decoyDuck.getFly().fly();
        decoyDuck.getQuack().quack();
    }
}

输入后果

外观是绿头鸭
正在游泳...
用翅膀航行
呱呱叫
-------------------
外观是钓饵鸭
正在游泳...
不会航行
不会叫

4. 残缺代码

残缺代码请拜访我的 Github，若对你有帮忙，欢送给个 Star，谢谢！

https://github.com/gozhuyingl…

5. 参考

  • 《Head First 设计模式》
  • 《设计模式：可复用面向对象软件的根底》

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