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策略模式与责任链模式

策略模式与责任链模式

作者: 攻城老狮 | 来源:发表于2020-06-27 11:10 被阅读0次

    策略模式与责任链模式

    参考教程:https://www.bilibili.com/video/BV1G4411c7N4
    代码实现 Github:https://github.com/yaokuku123/pattern


    策略模式

    1. 案例

    编写鸭子项目,具体要求如下:

    1. 有各种鸭子(比如 野鸭、北京鸭、水鸭等, 鸭子有各种行为,比如 叫、飞行等)

    2. 显示鸭子的信息

    1. 传统方法


      1-1593223436470.png
    • 分析

    传统的方式实现的问题分析和解决方案

    1. 其它鸭子,都继承了Duck类,所以fly让所有子类都会飞了,这是不正确的

    2. 上面说的1 的问题,其实是继承带来的问题:对类的局部改动,尤其超类的局部改动,会影响其他部分。会有溢出效应

    3. 为了改进1问题,我们可以通过覆盖fly 方法来解决 => 覆盖解决

    4. 问题又来了,如果我们有一个玩具鸭子ToyDuck, 这样就需要ToyDuck去覆盖Duck 的所有实现的方法 => 解决思路 策略模式 (strategy pattern)

    1. 策略模式

    解释:定义算法族,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。这算法体现了几个设计原则,第一、把变化的代码从不变的代码中分离出来; 第二、针对接口编程而不是具体类(定义了策略接口);第三、多用组合/聚合, 少用继承(客户通过组合方式使用策略)。

    1. 代码实现


      2-1593223556796.png

    说明:从上图可以看到,客户context 有成员变量strategy或者其他的策略接口 ,至于需要使用到哪个策略,我们可以在构造器中指定.


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    package com.yqj.pattern.strategy;
    
    abstract class Duck{
        //属性,策略接口
        protected FlyBehavior flyBehavior;
    
        public Duck(FlyBehavior flyBehavior) {
            this.flyBehavior = flyBehavior;
        }
        
        public abstract void display();
    
        public void quack(){
            System.out.println("鸭子嘎嘎叫");
        }
    
        public void swim(){
            System.out.println("鸭子会游泳");
        }
    
        public void fly(){
            if (flyBehavior!=null){
                flyBehavior.fly();
            }
        }
    
        public void setFlyBehavior(FlyBehavior flyBehavior) {
            this.flyBehavior = flyBehavior;
        }
    }
    
    class PekingDuck extends Duck{
    
    
        public PekingDuck() {
            super(new BadFlyBehavior());
        }
    
        @Override
        public void display() {
            System.out.println("北京鸭");
        }
    }
    
    class ToyDuck extends Duck{
    
        public ToyDuck() {
            super(new UnFlyBehavior());
        }
    
        @Override
        public void display() {
            System.out.println("玩具鸭");
        }
    }
    
    class WildDuck extends Duck{
    
        public WildDuck() {
            super(new GoodFlyBehavior());
        }
    
        @Override
        public void display() {
            System.out.println("野鸭");
        }
    }
    
    interface FlyBehavior{
        void fly();
    }
    
    class BadFlyBehavior implements FlyBehavior{
    
        @Override
        public void fly() {
            System.out.println("飞翔技术一般");
        }
    }
    
    class GoodFlyBehavior implements FlyBehavior{
    
        @Override
        public void fly() {
            System.out.println("飞翔技术高超");
        }
    }
    
    class UnFlyBehavior implements FlyBehavior{
    
        @Override
        public void fly() {
            System.out.println("不会飞翔");
        }
    }
    
    public class Client {
        public static void main(String[] args) {
            Duck wildDuck = new WildDuck();
            wildDuck.fly();
            System.out.println("=====");
            Duck pekingDuck = new PekingDuck();
            pekingDuck.fly();
            pekingDuck.setFlyBehavior(new UnFlyBehavior());
            pekingDuck.fly();
            System.out.println("=====");
            Duck toyDuck = new ToyDuck();
            toyDuck.fly();
        }
    }
    
    1. 小结
    1. 策略模式的关键是:分析项目中变化部分与不变部分

    2. 策略模式的核心思想是:多用组合/聚合,少用继承;用行为类组合,而不是行为的继承。更有弹性

    3. 体现了“对修改关闭,对扩展开放”原则,客户端增加行为不用修改原有代码,只要添加一种策略(或者行为)即可,避免了使用多重转移语句(if..else if..else)

    4. 提供了可以替换继承关系的办法: 策略模式将算法封装在独立的Strategy类中使得你可以独立于其Context改变它,使它易于切换、易于理解、易于扩展

    5. 需要注意的是:每添加一个策略就要增加一个类,当策略过多是会导致类数目庞大

    责任链模式

    1. 案例

    学校OA系统的采购审批项目:需求是

    1. 采购员采购教学器材

    2. 如果金额 小于等于5000, 由教学主任审批 (0<=x<=5000)

    3. 如果金额 小于等于10000, 由院长审批 (5000<x<=10000)

    4. 如果金额 小于等于30000, 由副校长审批 (10000<x<=30000)

    5. 如果金额 大于30000, 由校长审批 (x>30000)

    1. 传统方法
    1-1593224985751.png
    • 分析
    1. 传统方式是:接收到一个采购请求后,根据采购金额来调用对应的Approver (审批人)完成审批。

    2. 传统方式的问题分析 : 客户端这里会使用到 分支判断(比如 switch) 来对不同的采购请求处理, 这样就存在如下问题 :(1) 如果各个级别的人员审批金额发生变化,在 客户端的也需要变化 (2) 客户端必须明确的知道 有多少个审批级别和访问

    3. 这样 对一个采购请求进行处理 和 Approver (审批人) 就存在强耦合关系,不利于代 码的扩展和维护

    4. 解决方案 =》 职责链模式

    1. 责任链模式

    解释:为请求创建了一个接收者 对象的链(简单示意图)。这种模式对请求的 发送者和接收者进行解耦。职责链模式通常每个接收者都包含对另一个接 收者的引用。如果一个对象不能处理该请求, 那么它会把相同的请求传给下一个接收者,依此类推。

    1. 代码实现
    2-1593225108656.png

    对原理类图的说明-即(职责链模式的角色及职责)

    1. Handler : 抽象的处理者, 定义了一个处理请求的接口, 同时含义另外Handler

    2. ConcreteHandlerA , B 是具体的处理者, 处理它自己负责的请求, 可以访问它的后继者(即下一个处理者)。如果可以处理当前请求则处理,否则就将该请求交个后继者去处理,从而形成一个职责链

    3. Request , 含有很多属性,表示一个请求

    3-1593225201191.png
    package com.yqj.pattern.responsibility;
    //请求类
    class PurchaseRequest{
        private Integer id;
        private Float price;
    
        public PurchaseRequest(Integer id, Float price) {
            this.id = id;
            this.price = price;
        }
    
        public Integer getId() {
            return id;
        }
    
        public Float getPrice() {
            return price;
        }
    }
    
    //抽象类,定义处理请求的审批人
    abstract class Approver{
        protected Approver approver;
        protected String name;
    
        public Approver(String name) {
            this.name = name;
        }
    
        public void setApprover(Approver approver) {
            this.approver = approver;
        }
    
        public abstract void processRequest(PurchaseRequest request);
    }
    
    //具体审批人
    class DepartmentApprover extends Approver{
    
        public DepartmentApprover(String name) {
            super(name);
        }
    
        @Override
        public void processRequest(PurchaseRequest request) {
            if (request.getPrice() <= 5000){
                System.out.println("请求编号:"+request.getId()
                        +" 金额:"+request.getPrice()+"被"+this.name+"处理");
            }else {
                approver.processRequest(request);
            }
        }
    }
    
    class CollegeApprover extends Approver{
    
        public CollegeApprover(String name) {
            super(name);
        }
    
        @Override
        public void processRequest(PurchaseRequest request) {
            if (request.getPrice() <= 10000 && request.getPrice() > 5000){
                System.out.println("请求编号:"+request.getId()
                        +" 金额:"+request.getPrice()+"被"+this.name+"处理");
            }else {
                approver.processRequest(request);
            }
        }
    }
    
    class ViceSchoolMasterApprover extends Approver{
    
        public ViceSchoolMasterApprover(String name) {
            super(name);
        }
    
        @Override
        public void processRequest(PurchaseRequest request) {
            if (request.getPrice() <= 30000 && request.getPrice() > 10000){
                System.out.println("请求编号:"+request.getId()
                        +" 金额:"+request.getPrice()+"被"+this.name+"处理");
            }else {
                approver.processRequest(request);
            }
        }
    }
    
    class SchoolMasterApprover extends Approver{
    
        public SchoolMasterApprover(String name) {
            super(name);
        }
    
        @Override
        public void processRequest(PurchaseRequest request) {
            if (request.getPrice() > 30000){
                System.out.println("请求编号:"+request.getId()
                        +" 金额:"+request.getPrice()+"被"+this.name+"处理");
            }else {
                approver.processRequest(request);
            }
        }
    }
    
    
    public class Client {
        public static void main(String[] args) {
            //创建请求
            PurchaseRequest request = new PurchaseRequest(233, 6000.0f);
            //创建审批人
            Approver departmentApprover = new DepartmentApprover("系主任");
            Approver collegeApprover = new CollegeApprover("院长");
            Approver viceSchoolMasterApprover = new ViceSchoolMasterApprover("副校长");
            Approver schoolMasterApprover = new SchoolMasterApprover("校长");
            //设置各级审批人下一个审批人(构成环形)
            departmentApprover.setApprover(collegeApprover);
            collegeApprover.setApprover(viceSchoolMasterApprover);
            viceSchoolMasterApprover.setApprover(schoolMasterApprover);
            schoolMasterApprover.setApprover(departmentApprover);
    
            departmentApprover.processRequest(request);
            viceSchoolMasterApprover.processRequest(request);
    
        }
    }
    
    
    1. 小结
    1. 将请求和处理分开,实现解耦,提高系统的灵活性

    2. 简化了对象,使对象不需要知道链的结构

    3. 性能会受到影响,特别是在链比较长的时候,因此需控制链中最大节点数量,一般通过在Handler中设置一个最大节点数量,在setNext()方法中判断是否已经超过阀值, 超过则不允许该链建立,避免出现超长链无意识地破坏系统性能

    4. 调试不方便。采用了类似递归的方式,调试时逻辑可能比较复杂

    5. 最佳应用场景:有多个对象可以处理同一个请求时,比如:多级请求、请假/加薪等审批流程、Java Web中Tomcat对Encoding的处理、拦截器

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