过滤器模式，也称为拦截器模式，还称为管道模式。
有3个具有代表性的定义：
定义1.Bucshmann & Meunier 定义:过滤器和管道体系结构风格为处理数据流的系统提供了一种结构。每个处理步骤封装在一个过滤器组件中。数据通过相邻过滤器之间的管道传输。重组过滤器可以建立相关系统族。
定义2.Shaw & Garlan定义: 管道和过滤器体系结构风格中的每个过滤器有一组输入端和输出端。一个过滤器从输入端读取数据流,通过本地转换和渐增计算,向输出端输出数据流。管道充当数据流的通道,将一个过滤器的输出端连接到另一个过滤器的输入端。
定义3. 信息管理系列委员会定义:在管道和过滤器软件体系结构中,每个模块都有一组输入和一组输出。每个模块从它的输入端接收输入数据流,在其内部经过处理后,按照标准的顺序,将结果数据流送到输出端,以达到传递一组完整的计算结果实例的目的。通常情况下,可以通过对输入数据流进行局部变换,并采用渐增式计算方法,在未处理完所有输入数据以前,就可以产生部分计算结果,并将其送到输出端口(类似于流水线结构)。因此,称这种模块为“过滤器“。在这种结构中,各模块之间的连接器充当了数据流的导管,将一个过滤器的输出传到下一个过滤器的输入端。所以,这种连接器称为“管道”。
在filter模式中有一个典型的例子，其类图如下所示：
filter模式一个例子的类图
在这个例子中，有两个类比较重要。
-
AbstractFilter类
它定义了如何组织过滤器链，主要是如下代码：@Override
public void setNext(Filter next) {this.next = next;}
@Override
public Filter getNext() {return this.next;}
@Override
public Filter getLast() {Filter last = this; while(last.getNext() != null) { last = last.getNext(); } return last;}
-
FilterChain类
它给出了一个添加过滤器类和执行过滤器链的接口：public void addFilter(Filter filter)
{
if(chain == null) chain = filter;
else chain.getLast().setNext(filter);
}public String execute(Order order)
{
if(chain != null) return chain.execute(order);
else return "RUNNING...";
}
整个实现过程相当繁琐，光过滤器的实现，就写了5个类。
下面，我们来看看如何使用函数式编程实现该模式。
首先，Order类是不变的：
public class Order {
private String name;
private String contactNumber;
private String address;
private String depositNumber;
private String order;
public Order(String name, String contactNumber, String address, String depositNumber, String order) {
super();
this.name = name;
this.contactNumber = contactNumber;
this.address = address;
this.depositNumber = depositNumber;
this.order = order;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public String getContactNumber() {
return contactNumber;
}
public void setContactNumber(String contactNumber) {
this.contactNumber = contactNumber;
}
public String getAddress() {
return address;
}
public void setAddress(String address) {
this.address = address;
}
public String getDepositNumber() {
return depositNumber;
}
public void setDepositNumber(String depositNumber) {
this.depositNumber = depositNumber;
}
public String getOrder() {
return order;
}
public void setOrder(String order) {
this.order = order;
}
}
接着，比较重要的改变是FilterChain类，代码如下：
public class FilterChain {
private static List<Function<Order, String>> FILTERS = new ArrayList<>();
public void addFilter(Function<Order, String> filter)
{
FILTERS.add(filter);
}
public String execute(Order order)
{
if (FILTERS.isEmpty()) return "RUNNING...";
StringBuilder sb = new StringBuilder();
Collections.reverse(FILTERS);
for (Function<Order, String> filter : FILTERS)
{
sb.append(filter.apply(order));
}
return sb.toString();
}
}
在上述代码中，我们使用List<Function<Order, String>>做一个管道，这是因为Stream对象能够做管道对象的任何事情。
管道里面流动的是Order对象，每一个管道的处理函数是Function<Order, String>，这是因为原始的处理函数String execute(Order order);只有一个输入参数和一个输出参数，刚好可以使用Function函数来处理。如果有多个输入参数，那么请重新定义一个函数式接口即可。
这样一来，增加过滤器类就编程了增加Function函数了：
public void addFilter(Function<Order, String> filter)
{
FILTERS.add(filter);
}
过滤器链的执行，也就是顺序执行FILTERS里面的元素即可：
for (Function<Order, String> filter : FILTERS)
{
sb.append(filter.apply(order));
}
然后是FilterManager类也会有少许改变：
public class FilterManager {
private FilterChain filterChain;
public FilterManager(FilterChain filterChain) {
super();
this.filterChain = filterChain;
}
public void addFilter(Function<Order, String> filter)
{
filterChain.addFilter(filter);
}
public String filterRequest(Order order)
{
return filterChain.execute(order);
}
}
相对简单，这里就不多说了。
最后，我们来看如何使用这个过滤器模式。
首先是添加过滤器：
FilterManager manager = new FilterManager(new FilterChain());
manager.addFilter((o -> {
if(o.getAddress() == null||o.getAddress().isEmpty())
{
return "Invalid address!";
}
return "";
}));
manager.addFilter((o) ->{
if(o.getContactNumber() == null ||
o.getContactNumber().isEmpty()||
o.getContactNumber().matches(".*[^\\d]+.*")||
o.getContactNumber().length() != 11)
{
return "Invalid contact number!";
}
else return "";
});
manager.addFilter((o) -> {
if(o.getDepositNumber() == null || o.getDepositNumber().isEmpty())
{
return "invalid deposit number!";
}
else return "";
});
manager.addFilter((o) -> {
if(o.getName() == null || o.getName().isEmpty() || o.getName().matches(".*[^\\w|\\s]+.*"))
{
return "Invalid name!";
}
else return "";
});
manager.addFilter((o) -> {
if(o.getOrder() == null ||o.getOrder().isEmpty())
{
return "Invalid order!";
}
else return "";
});
最后是执行过滤器：
Order order = new Order("Tom","201244","Hangzhou Yuhang","203",null);
System.out.println(manager.filterRequest(order));
怎么样？这就是一个使用了函数式编程的过滤器模式的完整实现过程，是不是使用了函数式编程，可以大大的减少了类的冗余？
参考文献：github上关于过滤器模式的例子
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