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设计模式笔记(一): 策略模式

设计模式笔记(一): 策略模式

作者: yeonon | 来源:发表于2018-07-20 13:16 被阅读8次

    当我们需要在系统中添加一些部分功能相同的类时,该怎么办呢?立刻能想到的是继承,将功能相同的代码抽离出来,放到基类中,之后有新的需求只需要继承这个基类即可。

    继承带来的问题

    但这里有一个问题,是否能完全确定将来的需求都具有基类中定义的功能呢?如果没有的话,继承基类的子类又包含基类的非私有方法,即子类“被迫添加”了一些他不想要的功能。当然,我们可以在子类中覆盖不想要的功能,只需在方法体什么都不做就行。(这只是掩耳盗铃,没有从根本上解决问题)但如果子类非常多,开发人员可能会忘记给某个子类覆盖不想要的方法,这可能会给整个系统带来非常严重的灾难。

    不正确使用接口带来的问题

    使用接口行不行呢?我认为是可以的,但是要注意如何正确使用接口。例如我们写了一个Flyable接口(表示可飞行的),基类没有实现可飞行的功能,那么如果子类需要添加可飞行的功能,就让子类实现这个接口,重写接口定义的方法即可。这样看起来挺不错的,但也有一个比较严重的问题。如果很多个子类都实现了Flyable接口,如果其中有大部分子类需要修改接口方法的具体实现,似乎我们只能一个类一个类的修改,这可能导致忘记修改某一个类的实现,最终导致系统功能异常。

    如何正确使用接口

    上面提到,使用接口是可行的,但是不正确使用的话可能会导致很严重的问题。那如何正确使用接口呢?我们先稍微分析一下上述的使用方法为什么是不正确的(或者说是不好的)。上面我们定义了一个Flyable接口,子类如果像要飞行功能的话,直接实现该接口即可,这样做的结果是具体实现非常散乱的分布在各个子类中,且极有可能出现代码重复。

    所有,要正确的使用接口,我们可以从消除这样不良因素的角度入手。首先,既然代码可能会有重复,那么我们将其抽离出来形成一个实现了Flyable接口的类,这样该类就能表达出具有某种特定飞行行为的类。随后,在我们的基类中添加一个这个接口的字段,并添加setter方法,这样可以动态的调整飞行的具体实现。

    说了那么多,都不如代码实在,下面是简单的代码实现:

    抽象基类,Duck

    public abstract class Duck {
    
        private FlyBehavior flyBehavior;
        private QuackBehavior quackBehavior;
    
        public abstract void display();
    
        public void performFly() {
            flyBehavior.fly();
        }
    
        public void performQuack() {
            quackBehavior.quack();
        }
    
        public void swim() {
            System.out.println("swim");
        }
    
        public void setFlyBehavior(FlyBehavior flyBehavior) {
            this.flyBehavior = flyBehavior;
        }
    
        public void setQuackBehavior(QuackBehavior quackBehavior) {
            this.quackBehavior = quackBehavior;
        }
    
    
    }
    

    Duck的子类

    public class ModelDuck extends Duck {
    
        public ModelDuck() {
            setFlyBehavior(new NoFly());
            setQuackBehavior(new MuteQuack());
        }
    
        public void display() {
            System.out.println("i'm a model duck");
        }
    }
    

    FlyBehavior(表示Fly这个行为的接口)

    public interface FlyBehavior {
    
        void fly();
    }
    

    QuackBehavior(表示Quack这个行为的接口)

    public interface QuackBehavior {
    
        void quack();
    }
    

    QuackBehavior的一个实现类

    public class Quack implements QuackBehavior {
    
        public void quack() {
            System.out.println("quack");
        }
    }
    
    

    FlyBehavior的一个实现类(表示无法飞行)

    public class NoFly implements FlyBehavior {
        public void fly() {
            System.out.println("i'm can not fly");
        }
    }
    

    FlyBehavior的另一个实现类(表示带着火箭飞行)

    public class FlyRocketPowered implements FlyBehavior {
        public void fly() {
            System.out.println("I'm flying with a rocket");
        }
    }
    

    测试类:

    public class Main {
    
        public static void main(String[] args) {
            Duck duck = new ModelDuck();
            duck.display();
            duck.performFly();
            duck.performQuack();
    
            duck.setFlyBehavior(new FlyRocketPowered());
            duck.performFly();
            duck.performQuack();
        }
    }
    

    最终结果如下所示:

    i'm a model duck
    i'm can not fly
    << Silence >>
    I'm flying with a rocket
    << Silence >>
    

    从结果可以看出,我们可以动态的调整鸭子的行为,而且多个不同的鸭子不会包含大量的重复代码。

    小结

    这就是我们经常说的策略模式,现在可以给出其定义了:策略模式定义了算法族,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。

    在我们的代码中,FlyBehavior和QuackBehavior及其实现类分别是两个不同的算法族,每个算法族内部的算法之间可以相互替换,从而实现动态的调整,例如从NoFly调整成FlyRocketPowered,而且这样的调整不会影响使用该算法的用户。

    本系列文章参考书籍是《Head First 设计模式》,文中代码示例出自书中。

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