读headFirst设计模式 - 策略模式

有些人已经解决你的问题了

什么是设计模式？我们为什么要使用设计模式？怎样使用？按照书上的说法和我自己的理解，我认为是这样的：我们遇到的问题其他开发人员也遇到过，他们利用他们的智慧和经验将问题解决了，把他们解决问题的方法提炼总结出来使其能解决其他同类问题。使用设计模式是为了更方便快捷的解决问题。把模式装进脑子里，然后在你的设计和已有的应用中，寻找何处可以使用这些模式，以往是代码复用，现在是经验复用。

先把书上的例子过一遍，简单的鸭子模拟应用

Joe所在的公司决定开发一款模拟鸭子的应用。系统中有各种鸭子，鸭子可以游泳，可以呱呱叫，各种鸭子有不同的外观。此系统建立了一个鸭子的基类，其中有游泳的方法swim，有呱呱叫的方法quack，有显示鸭子外貌的方法display。每种鸭子的外貌不同，必须在其子类中重写display方法。就像这样：

由于竞争加剧，公司决定搞定不一样的东西：“嘿，Joe，我想鸭子应该能飞！”，“嗯, 这个听起来很容易”，在Duck中加一个fly方法就行了。过了几天，公司开会，“Joe，怎么会有一只橡皮鸭（RubberDuck，不会飞，吱吱叫）在屏幕里面飞来飞去？”，好吧，这是Joe疏忽了，只有真正的鸭子能飞，橡皮鸭会叫，会游泳但是不会飞，马上修复(覆盖RubberDuck中的fly方法, 让它什么也不做)。但是如果我需要一只诱饵鸭（DecoyDuck，不会飞也不会叫）呢，也在子类中重写quack和fly方法？Joe还收到通知，此系统还会不定时更新，至于怎么更新还没有想到，于是Joe意识到继承不是一个好方法，因为每添加一个鸭子的子类，他就要被迫检查该子类的quack和fly方法并可能需要重写他们，如果直接修改父类中的方法，但有些子类并不想修改，那么这些子类就都要重写这些方法。

 

继承所采用的代码

Duck

public abstract class Duck {
    public void quack(){
        System.out.println("呱呱叫");
    }
    
    public void swim(){
        System.out.println("游泳");
    }
    
    //每个鸭子的外观不同, 在子类中实现
    public abstract void display();
    
    //鸭子飞行的方法
    public void fly(){
        System.out.println("飞行");
    }
}

MallardDuck

/**
 * 外观是绿色的鸭子
 */
public class MallardDuck extends Duck {

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

}

RubberDuck

/**
 * 橡皮鸭
 * 橡皮鸭不会呱呱叫(quack), 而是吱吱叫(squeak)
 */
public class RubberDuck extends Duck {

    @Override
    public void display() {
        System.out.println("可爱的黄色橡皮鸭");
    }

    //橡皮鸭不会呱呱叫(quack), 而是吱吱叫(squeak)
    @Override
    public void quack() {
        System.out.println("橡皮鸭吱吱叫");
    }
    
    //橡皮鸭不会飞
    @Override
    public void fly() {
    }
}

DecoyDuck

/**
 * 诱饵鸭, 不会飞也不会叫
 */
public class DecoyDuck extends Duck {

    @Override
    public void display() {
        System.out.println("诱饵鸭");
    }
    
    @Override
    public void quack() {
        System.out.println("什么都不会做, 不会叫");
    }
    
    @Override
    public void fly() {
        System.out.println("什么都不做, 不会飞");
    }
}

 

采用接口呢

将行为抽离出来，比如将fly方法抽离出来放到Flyable接口中，只有会飞的Duck的子类才实现该接口，同样的也可以将quack方法抽离到Quackable接口中。就像这样：

这样解决了一部分问题，至少橡皮鸭不会到处飞了。但是你有没有想过另外的一个问题，就是这样代码无法复用，因为接口中的方法只能是抽象的，这样导致在每个子类中都需要重写方法。这样无疑是从一个噩梦跳入了另一个噩梦。

 

变化与不变分离

好吧，在软件开发上，有什么是你深信不疑的，那就是——change，不变的是变化。

虽然使用接口也不妥，但思想是值得借鉴的: 把变化的和不变的离，那哪些是变化的呢？“真正的”鸭子会游泳swim，会呱呱叫quack，会飞fly，而橡皮鸭会游泳swim，会吱吱叫squeak，不会飞。所以说叫可以是呱呱叫，可以是吱吱叫，也可以不叫，飞可以沿直线飞，可以沿曲线飞，也可以不会飞，所以叫和飞是变化的。游泳都是在水面上无规则的游泳，可以看作是不变的，当然，你要认为游泳有多种方式，也可以认为它是变化的，我在这里把游泳认为是不变的，所以说判断变化的和不变的要根据实际情况来定。

 

软件设计原则: 变化与不变分离

找出应用中可能会变化的部分，把它们独立出来，不要把他们和那些不变的混在一起。即把应用中可能会变化的抽离出来并封装起来。

 

继续设计

基于变化和不变分离的原则，我们可以把变化的（飞和叫）抽离出来并封装起来。比如将飞行的行为抽离出来设计成一个接口FlyBehavior，将叫的行为设计成接口QuackBehavior，然后具体的行为实现接口并重写方法，如：

 

针对接口编程

我们把鸭子的行为从鸭子类Duck中分离出来，和以往不同，以往的做法是：行为是从Duck中的具体实现继承过来，或是实现接口重写方法而来，这两种方式都依赖实现，我们被实现绑得死死的。在我们新的设计中，我们把行为分离出来，所以行为不会绑死在鸭子的子类中，换句话说现实行为的代码位于特定类QuackBehavior和FlyBehavior中，可以在运行时动态的改变行为。这就是针对接口编程的一种体现，针对接口编程指的是针对超类型编程，不一定是interface，可以是abstract class。

 

软件设计原则：针对接口编程

针对接口编程，而不是针对实现编程

 

整合实现代码

首先是两个行为接口QuackBehavior和FlyBehavior

QuackBehavior

public interface QuackBehavior {
    void quack();
}

 

FlyBehavior

/**
 * 飞行行为接口
 */
public interface FlyBehavior {
    void fly();
}

 

QuackBehavior具体行为实现，呱呱叫Quack，吱吱叫Squeak，不会叫MuteQuack

Quack

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

 

Squeak

/**
 * 吱吱叫
 */
public class Squeak implements QuackBehavior {
    @Override
    public void quack() {
        System.out.println("吱吱叫");
    }
}

 

MuteQuack

/**
 * 什么都不做, 不会叫
 */
public class MuteQuack implements QuackBehavior {
    @Override
    public void quack() {
        System.out.println("什么都不做, 不会叫");
    }
}

 

FlyBehavior的具体实现，用翅膀飞FlyWithWings，不会飞FlyNoWay

FlyWithWings

/**
 * 用翅膀飞
 */
public class FlyWithWings implements FlyBehavior {
    @Override
    public void fly() {
        System.out.println("用翅膀飞行");
    }
}

 

FlyNoWay

/**
 * 不会飞
 */
public class FlyNoWay implements FlyBehavior {
    @Override
    public void fly() {
        System.out.println("什么都不做, 不能飞");
    }
}

 

然后是基类Duck，将行为接口当做实例变量放入Duck中，需要在运行时动态的改变行为，可以提供setter方法

Duck

public abstract class Duck {
    //针对接口编程的体现
    private FlyBehavior flyBehavior;
    private QuackBehavior quackBehavior;
    
    //设置一个默认的行为
    public Duck() {
        flyBehavior = new FlyWithWings();
        quackBehavior = new Quack();
    }

    public void swim(){
        System.out.println("游泳");
    }
    
    //每个鸭子的外观不同, 在子类中实现
    public abstract void display();

    //执行呱呱叫的方法
    public void performQuack(){
        quackBehavior.quack();
    }
    
    //执行飞行的方法
    public void performFly(){
        flyBehavior.fly();
    }


    public void setFlyBehavior(FlyBehavior flyBehavior) {
        this.flyBehavior = flyBehavior;
    }

    public void setQuackBehavior(QuackBehavior quackBehavior) {
        this.quackBehavior = quackBehavior;
    }
}

注意，抽象类也是有构造方法的，不过不能创建对象，抽象类的构造方法是用来初始化变量的

 

两个子类MallardDuck和RubberDuck

MallardDuck

/**
 * 外观是绿色的鸭子
 */
public class MallardDuck extends Duck {
    
    @Override
    public void display() {
        System.out.println("绿头鸭");
    }
    
    @Test
    public void test1() throws Exception {
        MallardDuck mallardDuck = new MallardDuck();
        mallardDuck.performQuack();
        mallardDuck.performFly();
        display();
    }
}

 

RubberDuck

/**
 * 橡皮鸭
 * 橡皮鸭不会呱呱叫(quack), 而是吱吱叫(squeak)
 */
public class RubberDuck extends Duck {
    @Override
    public void display() {
        System.out.println("可爱的黄色橡皮鸭");
    }
    
    @Test
    public void test1() throws Exception {
        Duck rubberDuck = new RubberDuck();
        //运行时动态改变行为
        rubberDuck.setFlyBehavior(new FlyNoWay());
        rubberDuck.setQuackBehavior(new Squeak());
        rubberDuck.performFly();
        rubberDuck.performQuack();
        rubberDuck.display();
    }
}

 

封装行为

好了，我们来看看整体的格局：飞行行为实现了FlyBehavior接口，呱呱叫行为实现了QuackBehavior接口，也请注意，我们描述事务的方式也有所改变，我们把行为看成一组算法，飞行行为是算法，呱呱叫行为也是算法，就像这样：

 

我们把QuackBehavior和FlyBehavior类型的变量放到了Duck中，这其实就用到了组合。用组合创建的系统更具有弹性，不会如继承一般一处改可能需要多处改

 

软件设计原则：

多用组合，少用继承

 

策略模式

好了，到这里我们终于学到了第一个模式：策略模式（strategy pattern），介绍一下策略模式的概念

定义了算法族，并分别封装起来，让他们之间可以互相替换，此模式让算法的变化独立于使用算法的客户