设计模式@第25章：策略模式

Posted 2021-03-17 qq438649499

第25章：策略模式

一、编写鸭子项目，具体要求如下:

• 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)

• 显示鸭子的信息

二、传统方案解决鸭子问题的分析和代码实现

• 传统的设计方案(类图)

• 代码实现-看老师演示

Duck 抽象类

package com.gjxaiou.strategy;

public abstract class Duck {

    public Duck() {
    }

    public abstract void display();//显示鸭子信息
    
    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() {
        System.out.println("鸭子会飞翔~~~");
    }
}

具体的 Duck 类

package com.gjxaiou.strategy;

public class PekingDuck extends Duck {

    @Override
    public void display() {
        System.out.println("~~北京鸭~~~");
    }
    
    //因为北京鸭不能飞翔，因此需要重写fly
    @Override
    public void fly() {
        System.out.println("北京鸭不能飞翔");
    }
}

//-------------------------------------------------------
package com.gjxaiou.strategy;

public class ToyDuck extends Duck{

    @Override
    public void display() {
        System.out.println("玩具鸭");
    }

    //需要重写父类的所有方法
    @Override
    public void quack() {
        System.out.println("玩具鸭不能叫~~");
    }
    
    @Override
    public void swim() {
        System.out.println("玩具鸭不会游泳~~");
    }
    
    @Override
    public void fly() {
        System.out.println("玩具鸭不会飞翔~~~");
    }
}

//-------------------------------------------------------------
package com.gjxaiou.strategy;

public class WildDuck extends Duck {

    @Override
    public void display() {
        System.out.println(" 这是野鸭 ");
    }
}

使用

package com.gjxaiou.strategy;

public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        //测试
    }
}

三、传统的方式实现的问题分析和解决方案

• 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

• 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

• 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

• 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)

四、策略模式基本介绍

• 策略模式（Strategy Pattern）中，定义算法族（策略组），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）。

五、策略模式的原理类图

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

六、策略模式解决鸭子问题

• 应用实例要求

编写程序完成前面的鸭子项目，要求使用策略模式

• 思路分析(类图)

? 策略模式：分别封装行为接口，实现算法族，超类里放行为接口对象，在子类里具体设定行为对象。原则就是： 分离变化部分，封装接口，基于接口编程各种功能。此模式让行为的变化独立于算法的使用者

• 代码实现

  Duck 抽象类

package com.gjxaiou.strategy.improve;

public abstract class Duck {

    //属性, 策略接口
    FlyBehavior flyBehavior;
    //其它属性<->策略接口
    QuackBehavior quackBehavior;
    
    public Duck() {
    }

    public abstract void display();//显示鸭子信息
    
    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() {
        //改进
        if(flyBehavior != null) {
            flyBehavior.fly();
        }
    }

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

具体实体类

package com.gjxaiou.strategy.improve;

public class PekingDuck extends Duck {
    
    //假如北京鸭可以飞翔，但是飞翔技术一般
    public PekingDuck() {
        flyBehavior = new BadFlyBehavior();
    }
    
    @Override
    public void display() {
        System.out.println("~~北京鸭~~~");
    }
}

//----------------------------------------------
package com.gjxaiou.strategy.improve;

public class ToyDuck extends Duck{
    
    public ToyDuck() {
        flyBehavior = new NoFlyBehavior();
    }
    
    @Override
    public void display() {
        System.out.println("玩具鸭");
    }

    //需要重写父类的所有方法
    @Override
    public void quack() {
        System.out.println("玩具鸭不能叫~~");
    }
    
    @Override
    public void swim() {
        System.out.println("玩具鸭不会游泳~~");
    }
}

//--------------------------------------------------
package com.gjxaiou.strategy.improve;

public class WildDuck extends Duck {
    
    //构造器，传入FlyBehavor 的对象
    public  WildDuck() {
        flyBehavior = new GoodFlyBehavior();
    }
    
    @Override
    public void display() {
        System.out.println(" 这是野鸭 ");
    }
}

飞行行为抽象类和实体类

package com.gjxaiou.strategy.improve;

public interface FlyBehavior {
    
    void fly(); // 子类具体实现
}

//----------------------------------------------
package com.gjxaiou.strategy.improve;

public class GoodFlyBehavior implements FlyBehavior {

    @Override
    public void fly() {
        System.out.println(" 飞翔技术高超 ~~~");
    }
}

//---------------------------------------------
package com.gjxaiou.strategy.improve;

public class BadFlyBehavior implements FlyBehavior {

    @Override
    public void fly() {
        System.out.println(" 飞翔技术一般 ");
    }
}

//------------------------------------------------------
package com.gjxaiou.strategy.improve;

public class NoFlyBehavior implements FlyBehavior{

    @Override
    public void fly() {
        System.out.println(" 不会飞翔  ");
    }
}

使用

package com.gjxaiou.strategy.improve;

public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        WildDuck wildDuck = new WildDuck();
        wildDuck.fly();//
        
        ToyDuck toyDuck = new ToyDuck();
        toyDuck.fly();
        
        PekingDuck pekingDuck = new PekingDuck();
        pekingDuck.fly();
        
        //动态改变某个对象的行为, 北京鸭 不能飞
        pekingDuck.setFlyBehavior(new NoFlyBehavior());
        System.out.println("北京鸭的实际飞翔能力");
        pekingDuck.fly();
    }
}

七、策略模式在 JDK-Arrays 应用的源码分析

• JDK 的 Arrays 的 Comparator 就使用了策略模式

• 代码分析+Debug 源码+模式角色分析

• 代码

八、策略模式的注意事项和细节

• 策略模式的关键是：分析项目中变化部分与不变部分

• 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

• 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）

• 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

• 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