过滤器模式

过滤器模式

过滤器模式（Filter Pattern）或标准模式（Criteria Pattern）是一种设计模式，这种模式允许开发人员使用不同的标准来过滤一组对象，通过逻辑运算以解耦的方式把它们连接起来。这种类型的设计模式属于结构型模式，它结合多个标准来获得单一标准。

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概要

意图

用于将对象的筛选过程封装起来，允许使用不同的筛选标准动态地筛选对象。

主要解决的问题

当需要根据多个不同的条件或标准来筛选一组对象时，过滤器模式提供了一种灵活的方式来定义这些条件，避免在客户端代码中硬编码筛选逻辑。

使用场景

• 当对象集合需要根据不同的标准进行筛选时。
• 当筛选逻辑可能变化，或者需要动态地组合多个筛选条件时。

实现方式

• 定义筛选接口：创建一个筛选接口，定义一个筛选方法。
• 实现具体筛选器：为每个筛选标准实现筛选接口，封装具体的筛选逻辑。
• 组合筛选器：允许筛选器之间进行组合，形成复杂的筛选逻辑。

关键代码

• 筛选接口：定义筛选方法，如 matches()。
• 具体筛选器类：实现筛选接口，封装具体的筛选逻辑。
• 组合筛选器：实现筛选器的组合逻辑，如逻辑与（AND）、逻辑或（OR）等。

应用实例

1. 图书管理系统：根据作者、出版年份、类别等不同标准筛选图书。
2. 在线购物平台：根据价格、品牌、用户评分等条件筛选商品。

优点

1. 封装性：筛选逻辑被封装在独立的筛选器对象中。
2. 灵活性：可以动态地添加、修改或组合筛选条件。
3. 可扩展性：容易添加新的筛选标准，无需修改现有代码。

缺点

• 复杂性：随着筛选条件的增加，系统可能变得复杂。
• 性能问题：如果筛选器组合过于复杂，可能会影响性能。

使用建议

• 当筛选逻辑可能变化或需要根据不同标准动态筛选对象时，考虑使用过滤器模式。
• 在设计时，确保筛选器的接口和实现保持一致，以便于组合和扩展。

注意事项

• 确保筛选器的组合逻辑正确无误，避免引入逻辑错误。
• 在实现时，考虑性能影响，特别是在处理大量数据时。

概要

过滤器模式包含以下几个主要角色：

• 过滤器接口（Filter/Criteria）：定义一个接口，用于筛选对象。该接口通常包含一个方法，用于根据特定条件过滤对象。
• 具体过滤器类（Concrete Filter/Concrete Criteria）：实现过滤器接口，具体定义筛选对象的条件和逻辑。
• 对象集合（Items/Objects to be filtered）：要被过滤的对象集合。这些对象通常是具有共同属性的实例，例如一组人、一组产品等。
• 客户端（Client）：使用具体过滤器类来筛选对象集合。客户端将对象集合和过滤器结合起来，以获得符合条件的对象。

实现

我们将创建一个 Person 对象、Criteria 接口和实现了该接口的实体类，来过滤 Person 对象的列表。CriteriaPatternDemo 类使用 Criteria 对象，基于各种标准和它们的结合来过滤 Person 对象的列表。

步骤 1

创建一个类，在该类上应用标准。

Person.java

public class Person {
   
   private String name;
   private String gender;
   private String maritalStatus;
 
   public Person(String name,String gender,String maritalStatus){
      this.name = name;
      this.gender = gender;
      this.maritalStatus = maritalStatus;    
   }
 
   public String getName() {
      return name;
   }
   public String getGender() {
      return gender;
   }
   public String getMaritalStatus() {
      return maritalStatus;
   }  
}

步骤 2

为标准（Criteria）创建一个接口。

Criteria.java

import java.util.List;
 
public interface Criteria {
   public List<Person> meetCriteria(List<Person> persons);
}

步骤 3

创建实现了 Criteria 接口的实体类。

CriteriaMale.java

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
 
public class CriteriaMale implements Criteria {
 
   @Override
   public List<Person> meetCriteria(List<Person> persons) {
      List<Person> malePersons = new ArrayList<Person>(); 
      for (Person person : persons) {
         if(person.getGender().equalsIgnoreCase("MALE")){
            malePersons.add(person);
         }
      }
      return malePersons;
   }
}

CriteriaFemale.java

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
 
public class CriteriaFemale implements Criteria {
 
   @Override
   public List<Person> meetCriteria(List<Person> persons) {
      List<Person> femalePersons = new ArrayList<Person>(); 
      for (Person person : persons) {
         if(person.getGender().equalsIgnoreCase("FEMALE")){
            femalePersons.add(person);
         }
      }
      return femalePersons;
   }
}

CriteriaSingle.java

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
 
public class CriteriaSingle implements Criteria {
 
   @Override
   public List<Person> meetCriteria(List<Person> persons) {
      List<Person> singlePersons = new ArrayList<Person>(); 
      for (Person person : persons) {
         if(person.getMaritalStatus().equalsIgnoreCase("SINGLE")){
            singlePersons.add(person);
         }
      }
      return singlePersons;
   }
}

AndCriteria.java

import java.util.List;
 
public class AndCriteria implements Criteria {
 
   private Criteria criteria;
   private Criteria otherCriteria;
 
   public AndCriteria(Criteria criteria, Criteria otherCriteria) {
      this.criteria = criteria;
      this.otherCriteria = otherCriteria; 
   }
 
   @Override
   public List<Person> meetCriteria(List<Person> persons) {
      List<Person> firstCriteriaPersons = criteria.meetCriteria(persons);     
      return otherCriteria.meetCriteria(firstCriteriaPersons);
   }
}

OrCriteria.java

import java.util.List;
 
public class OrCriteria implements Criteria {
 
   private Criteria criteria;
   private Criteria otherCriteria;
 
   public OrCriteria(Criteria criteria, Criteria otherCriteria) {
      this.criteria = criteria;
      this.otherCriteria = otherCriteria; 
   }
 
   @Override
   public List<Person> meetCriteria(List<Person> persons) {
      List<Person> firstCriteriaItems = criteria.meetCriteria(persons);
      List<Person> otherCriteriaItems = otherCriteria.meetCriteria(persons);
 
      for (Person person : otherCriteriaItems) {
         if(!firstCriteriaItems.contains(person)){
           firstCriteriaItems.add(person);
         }
      }  
      return firstCriteriaItems;
   }
}

步骤4

使用不同的标准（Criteria）和它们的结合来过滤 Person 对象的列表。

CriteriaPatternDemo.java

import java.util.ArrayList; 
import java.util.List;
 
public class CriteriaPatternDemo {
   public static void main(String[] args) {
      List<Person> persons = new ArrayList<Person>();
 
      persons.add(new Person("Robert","Male", "Single"));
      persons.add(new Person("John","Male", "Married"));
      persons.add(new Person("Laura","Female", "Married"));
      persons.add(new Person("Diana","Female", "Single"));
      persons.add(new Person("Mike","Male", "Single"));
      persons.add(new Person("Bobby","Male", "Single"));
 
      Criteria male = new CriteriaMale();
      Criteria female = new CriteriaFemale();
      Criteria single = new CriteriaSingle();
      Criteria singleMale = new AndCriteria(single, male);
      Criteria singleOrFemale = new OrCriteria(single, female);
 
      System.out.println("Males: ");
      printPersons(male.meetCriteria(persons));
 
      System.out.println("\nFemales: ");
      printPersons(female.meetCriteria(persons));
 
      System.out.println("\nSingle Males: ");
      printPersons(singleMale.meetCriteria(persons));
 
      System.out.println("\nSingle Or Females: ");
      printPersons(singleOrFemale.meetCriteria(persons));
   }
 
   public static void printPersons(List<Person> persons){
      for (Person person : persons) {
         System.out.println("Person : [ Name : " + person.getName() 
            +", Gender : " + person.getGender() 
            +", Marital Status : " + person.getMaritalStatus()
            +" ]");
      }
   }      
}

步骤 5

执行程序，输出结果：

Males: 
Person : [ Name : Robert, Gender : Male, Marital Status : Single ]
Person : [ Name : John, Gender : Male, Marital Status : Married ]
Person : [ Name : Mike, Gender : Male, Marital Status : Single ]
Person : [ Name : Bobby, Gender : Male, Marital Status : Single ]

Females: 
Person : [ Name : Laura, Gender : Female, Marital Status : Married ]
Person : [ Name : Diana, Gender : Female, Marital Status : Single ]

Single Males: 
Person : [ Name : Robert, Gender : Male, Marital Status : Single ]
Person : [ Name : Mike, Gender : Male, Marital Status : Single ]
Person : [ Name : Bobby, Gender : Male, Marital Status : Single ]

Single Or Females: 
Person : [ Name : Robert, Gender : Male, Marital Status : Single ]
Person : [ Name : Diana, Gender : Female, Marital Status : Single ]
Person : [ Name : Mike, Gender : Male, Marital Status : Single ]
Person : [ Name : Bobby, Gender : Male, Marital Status : Single ]
Person : [ Name : Laura, Gender : Female, Marital Status : Married ]