策略模式

場(chǎng)景

設(shè)計(jì)鴨子模擬器系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)具有各種行為組合的鴨子

• 剛開始設(shè)計(jì)時(shí),此系統(tǒng)設(shè)計(jì)了標(biāo)準(zhǔn)的OO技術(shù),設(shè)計(jì)了一個(gè)鴨子超類,并讓各種鴨子繼承此超類

問題引入 : "讓鴨子會(huì)飛! 此程序需要會(huì)飛的鴨子(火箭噴射鴨)" "鴨子的叫聲不同(橡皮鴨, 模型鴨)"

較差的實(shí)現(xiàn)方式

• 在超類中增加fly()方法,并給予實(shí)現(xiàn).

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  • 所有的鴨子都將擁有飛行的能力,但是并不是所有的鴨子都能飛(橡皮鴨)

  • 解決: 讓不會(huì)飛的鴨子重寫fly方法,什么也不做

  • 思考: 如果系統(tǒng)后續(xù)有各種各樣的行為要增加(假設(shè)有50個(gè)), 并且每種行為有多種實(shí)現(xiàn),并且一個(gè)鴨子可能有各種行為的組合 , 那么不具備這些能力的鴨子都要進(jìn)行重寫,這是一個(gè)好的設(shè)計(jì)嗎?

• 將飛行行為定義成接口,讓鴨子子類去實(shí)現(xiàn)

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  • 假設(shè)現(xiàn)在有100種鴨子,定義一個(gè)飛行的接口, 需要讓有飛行能力的鴨子全部進(jìn)行重寫, 這樣一來代碼會(huì)重復(fù)很多,這是一個(gè)差勁的設(shè)計(jì).

如何解決

• 問題出現(xiàn)在哪里?

繼承的問題：對(duì)類的局部改動(dòng)机隙，尤其超類的局部改動(dòng)喷屋，會(huì)影響所有子類部分吼虎。影響會(huì)有溢出效果

超類挖的一個(gè)坑站故，每個(gè)子類都要來填，增加工作量晨汹，復(fù)雜度O(N^2) (增加N個(gè)行為,每個(gè)行為N個(gè)類來改)汽畴。不是好的設(shè)計(jì)方式

• 如何設(shè)計(jì)

  • 分離可變部分和不可變部分
    • 不經(jīng)常變動(dòng)部分: Duck類
    • 可變部分: 可能新增的各種行為 fly() , quack()
  • 這次鴨子類不會(huì)負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)Flying和Quacking接口,反而是由我們制造一組其他類專門實(shí)現(xiàn)FlyingBehavior和QuackBehavior接口, 這稱為"行為類", 由行為類而不是Duck類來實(shí)現(xiàn)行為接口
  • 關(guān)鍵在于,鴨子現(xiàn)在會(huì)將飛行和呱呱叫的動(dòng)作"委托"(delegate) 別人代理,而不是使用定義在Duck類(或子類)內(nèi)的呱呱叫和飛行方法

• 類圖設(shè)計(jì)

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• 重構(gòu)后的分析
  • 鴨子需要什么行為組合都能自行決定
  • 可以在運(yùn)行中動(dòng)態(tài)改變自己的行為( setBehavior )

策略模式總結(jié)

定義:策略模式定義了算法族(行為族),分別封裝起來,讓它們之間可以相互替換,此模式讓算法的變化部分 (鴨子行為) 獨(dú)立于算法的客戶(鴨子)

• 模式的理解
  • 角色
    • 擁有行為的主體(鴨子)
    • 各種不同的行為,每種行為都有各種實(shí)現(xiàn)(飛行 / 叫聲)
  • 細(xì)節(jié)
    • 主體使用組合行為的方式, 讓主體任意的組合需要的行為
    • 可以在運(yùn)行中動(dòng)態(tài)改變自己的行為( setBehavior )

核心代碼部分

• 鴨子類

public abstract class Duck {
    FlyBehavior flyBehavior;        //飛行行為
    QuackBehavior quackBehavior;    //叫聲行為

    public Duck() {
    }

    public void setFlyBehavior(FlyBehavior fb) {
        flyBehavior = fb;
    }

    public void setQuackBehavior(QuackBehavior qb) {
        quackBehavior = qb;
    }

    abstract void display();

    public void performFly() {
        flyBehavior.fly();
    }

    public void performQuack() {
        quackBehavior.quack();
    }

    public void swim() {
        System.out.println("All ducks float, even decoys!");
    }
}

• 行為接口 (飛行\(zhòng)叫聲)

  public interface FlyBehavior {
    public void fly();
  }
  
  public interface QuackBehavior {
    public void quack();
  }
  

• 實(shí)現(xiàn)行為接口

  //不會(huì)飛行
  public class FlyNoWay implements FlyBehavior {
    public void fly() {
        System.out.println("I can't fly");
    }
  }
  //呱呱叫
  public class Quack implements QuackBehavior {
    public void quack() {
        System.out.println("Quack");
    }
  }
  

• 具體的鴨子

  //模型鴨, 不會(huì)飛,只會(huì)呱呱叫
  public class ModelDuck extends Duck {
    public ModelDuck() {
        flyBehavior = new FlyNoWay();
        quackBehavior = new Quack();
    }
  
    public void display() {
        System.out.println("I'm a model duck");
    }
  }
  

• 鴨子模擬器(主程序)

  public class MiniDuckSimulator {
  
    public static void main(String[] args) {
  
        MallardDuck mallard = new MallardDuck();
        RubberDuck  rubberDuckie = new RubberDuck();
        DecoyDuck   decoy = new DecoyDuck();
  
  
        mallard.performQuack();
        rubberDuckie.performQuack();
        decoy.performQuack();
  
        Duck     model = new ModelDuck();
        model.performFly();
          //運(yùn)行中改變行為
        model.setFlyBehavior(new FlyRocketPowered());
        model.performFly();
    }
  }
  

• 輸出結(jié)果

  Quack
  Squeak
  << Silence >>
  I can't fly
  I'm flying with a rocket
  

參考

? 書籍: HeadFirst設(shè)計(jì)模式

? 代碼參考地址: 我就是那個(gè)地址