第 25 章 策略模式

1、编写鸭子项目

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

2、传统方案解决鸭子问题

传统方案解决方案

类图

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代码实现

Duck：鸭子的抽象父类

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~~~"); } }

WildDuck：野鸭

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

PekingDuck：北京烤鸭

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"); } }

ToyDuck；玩具鸭鸭

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 public void quack() { System.out.println("玩具鸭不能叫~~"); } public void swim() { System.out.println("玩具鸭不会游泳~~"); } public void fly() { System.out.println("玩具鸭不会飞翔~~~"); } }

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此问题，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)

3、策略模式基本介绍

策略模式(Strategy Pattern)中，定义算法族(策略簇)，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(或聚合)，少用继承(客户通过组合方式使用策略)

4、策略模式的原理类图

从图中可以看到， 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

5、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

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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

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代码实现

FlyBehavior：飞行的行为(算法的提供者)

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

NoFlyBehavior：

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

BadFlyBehavior：

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

GoodFlyBehavior：

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

QuackBehavior：叫的行为(算法的提供者)

public interface QuackBehavior { void quack();// 子类实现 }

NoQuackBehavior：

public class NoQuackBehavior implements QuackBehavior { @Override public void quack() { System.out.println("不能叫"); } }

GeGeQuackBehavior：

public class GeGeQuackBehavior implements QuackBehavior { @Override public void quack() { System.out.println("咯咯叫"); } }

GaGaQuackBehavior：

public class GaGaQuackBehavior implements QuackBehavior { @Override public void quack() { System.out.println("嘎嘎叫"); } }

Duck：鸭子的抽象父类(算法的使用者)，通过聚合不同的行为对象(算法的提供者)，实现不同的行为模式

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() { if (quackBehavior != null) { quackBehavior.quack(); } } 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; } }

WildDuck：

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

PekingDuck：

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(); quackBehavior = new GaGaQuackBehavior(); } @Override public void display() { System.out.println("~~北京鸭~~~"); } }

ToyDuck：

public class ToyDuck extends Duck { public ToyDuck() { flyBehavior = new NoFlyBehavior(); quackBehavior = new NoQuackBehavior(); } @Override public void display() { System.out.println("玩具鸭"); } public void swim() { System.out.println("玩具鸭不会游泳~~"); } }

Client：测试代码

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(); } }

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总结：将原来的继承方式改为组合(或聚合)方式，来实现对象的行为，可以将算法的使用者(Dick)与算法的提供者(FlyBehavior 和 QuackBehavior)解耦

6、JDK Arrays 源码分析

代码

public class Strategy { public static void main(String[] args) { // TODO Auto-generated method stub // 数组 Integer[] data = { 9, 1, 2, 8, 4, 3 }; // 实现降序排序，返回-1放左边，1放右边，0保持不变 // 说明 // 1. 实现了 Comparator 接口（策略接口） , 匿名类 对象 new Comparator<Integer>(){..} // 2. 对象 new Comparator<Integer>(){..} 就是实现了 策略接口 的对象 // 3. public int compare(Integer o1, Integer o2){} 指定具体的处理方式 Comparator<Integer> comparator = new Comparator<Integer>() { public int compare(Integer o1, Integer o2) { if (o1 > o2) { return -1; } else { return 1; } }; }; // 说明 /* * public static <T> void sort(T[] a, Comparator<? super T> c) { if (c == null) { sort(a); //默认方法 } else { if (LegacyMergeSort.userRequested) legacyMergeSort(a, c); //使用策略对象c else // 使用策略对象c TimSort.sort(a, 0, a.length, c, null, 0, 0); } } */ //方式1 Arrays.sort(data, comparator); System.out.println(Arrays.toString(data)); // 降序排序 // 方式2- 同时lambda 表达式实现 策略模式 Integer[] data2 = { 19, 11, 12, 18, 14, 13 }; Arrays.sort(data2, (var1, var2) -> { if (var1.compareTo(var2) > 0) { return -1; } else { return 1; } }); System.out.println("data2=" + Arrays.toString(data2)); } }

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总结

Comparator 为策略接口(算法的提供者)，其实现对象指明了具体算法的行为，Arrays 为算法的使用者，通过组合(聚合)不同的算法提供者，实现不同的算法行为

7、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，这样更有弹性体现了“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， 避免了使用多重判断语句（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，当策略过多时，会导致类数目庞大