設(shè)計(jì)模式之策略模式

1. 介紹

策略模式定義了算法家族百姓,分別封裝起來(lái),讓它們之間可以互相替換况木,此模式讓算法的變化不會(huì)影響到客戶端垒拢。從概念上看旬迹,這些算法完成的功能都是一樣的,只不過(guò)是具體的實(shí)現(xiàn)不一樣求类,使用策略模式可以讓相同的方式調(diào)用所有的算法奔垦,減少了各種算法與使用算法類之間的耦合。

策略模式類圖

優(yōu)點(diǎn)
① 簡(jiǎn)化了單元測(cè)試仑嗅,因?yàn)槊總€(gè)算法都有自己的類宴倍,可以通過(guò)自己的接口單獨(dú)測(cè)試。
② 簡(jiǎn)化了客戶端代碼仓技,消除了多個(gè)if-else的判斷鸵贬;
③ 實(shí)現(xiàn)的選擇 Strategy模式可以提供相同行為的不同實(shí)現(xiàn)〔蹦恚客戶可以根據(jù)不同時(shí)間/空間權(quán)衡取舍要求從不同策略中進(jìn)行選擇阔逼。
缺點(diǎn)
① 會(huì)產(chǎn)生很多的策略類,每個(gè)策略都需要對(duì)應(yīng)一個(gè)策略類地沮;
② 提前需要知道有哪些策略嗜浮,需要從中選擇,指定最終執(zhí)行的策略摩疑。
適用場(chǎng)景
① 許多相關(guān)的類僅僅是行為有異危融。“策略”提供了一種用多個(gè)行為中的一個(gè)行為來(lái)配置一個(gè)類的方法雷袋。即一個(gè)系統(tǒng)需要?jiǎng)討B(tài)地在幾種算法中選擇一種吉殃。
② 需要使用一個(gè)算法的不同變體。例如楷怒,你可能會(huì)定義一些反映不同的空間 /時(shí)間權(quán)衡的算法蛋勺。當(dāng)這些變體實(shí)現(xiàn)為一個(gè)算法的類層次時(shí) ,可以使用策略模式。
③ 算法使用客戶不應(yīng)該知道的數(shù)據(jù)鸠删”辏可使用策略模式以避免暴露復(fù)雜的、與算法相關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)刃泡。
④ 一個(gè)類定義了多種行為 , 并且這些行為在這個(gè)類的操作中以多個(gè)條件語(yǔ)句的形式出現(xiàn)巧娱。將相關(guān)的條件分支移入它們各自的Strategy類中以代替這些條件語(yǔ)句。

2. 應(yīng)用案例

現(xiàn)在我們需要設(shè)計(jì)一款玩具汽車烘贴,具有基本的鳴笛和行駛的功能家卖。
玩具汽車的超類如下:

public abstract class Car {
    public Car(){
    }
    public abstract void display();
    public void whistle(){
        System.out.println("所有的汽車都會(huì)鳴笛");
    }
    public void run(){
        System.out.println("所有的汽車都會(huì)行駛");
    }
}

玩具汽車具體實(shí)現(xiàn)類如下:

public class ToyCar extends Car {
    @Override
    public void display() {
        System.out.println("這是玩具車!");
    }
}
public class Benz extends Car {
    @Override
    public void display() {
        System.out.println("這是私家車庙楚!");
    }
}

其他實(shí)現(xiàn)省略上荡。

需求變動(dòng):玩具車需要具有飛行功能

簡(jiǎn)單的修改

在超類中新增fly方法,讓所有的汽車都具備飛行的能力

public abstract class Car {
    //其他方法省略
    public void fly(){
        System.out.println("所有的汽車都會(huì)飛");
    }
}

產(chǎn)生的問(wèn)題:絕大部分汽車本身不能飛,但是在Car類中添加了fly方法酪捡,卻錯(cuò)誤的賦予了它們飛行的能力叁征,比如,奔馳車Benz逛薇,超類中新加的方法捺疼,會(huì)影響所有子類的行為。

簡(jiǎn)單的解決辦法:最簡(jiǎn)單的解決辦法就是利用方法的復(fù)寫@Override永罚,復(fù)寫fly方法啤呼,根據(jù)不同汽車的特性去實(shí)現(xiàn)不同的fly。(缺陷:每新加一種汽車呢袱,可能就會(huì)去復(fù)寫超類的方法官扣,如,加入一只木制汽車羞福,它可能既不會(huì)飛行惕蹄,又不能發(fā)出聲音,而且隨著種類越多治专,那么復(fù)寫的次數(shù)越多卖陵,重復(fù)的代碼也就會(huì)越多,后期維護(hù)的時(shí)候可能就需要同時(shí)改很多個(gè)地方)

設(shè)計(jì)原則:應(yīng)用中可能會(huì)產(chǎn)生變化之處张峰,要把它們獨(dú)立出來(lái)泪蔫,不要和不需要變化的代碼放在一處(不變化的代碼一般是穩(wěn)定的,加入變化的代碼之后很可能就會(huì)破壞原來(lái)的穩(wěn)定性)

獨(dú)立變化的修改

變化的部分:飛行行為喘批,鳴笛行為

//飛行行為
public interface FlyBehavior {
    void fly();
}
//鳴笛行為
public interface WhistleBehavior {
    void whistle();
}

Car超類修改

public abstract class Car {

    private FlyBehavior flyBehavior;
    private WhistleBehavior whistleBehavior;
    public abstract void display();

    public Duck(FlyBehavior flyBehavior, WhistleBehavior whistleBehavior) {
        this.flyBehavior = flyBehavior;
        this.whistleBehavior = whistleBehavior;
    }
    public void fly() {
        flyBehavior.fly();
    }
    public void whistle() {
        whistleBehavior.whistle();
    }
    public void run() {
        System.out.println("所有汽車都會(huì)行駛");
    }
    // 加入set方法后就可以隨時(shí)調(diào)用這兩個(gè)方法來(lái)改變汽車的行為(策略模式的精髓鸥滨,算法之間的相互替換)
    public void setFlyBehavior(FlyBehavior flyBehavior) {
        this.flyBehavior = flyBehavior;
    }
    public void setWhistleBehavior(WhistleBehavior whistleBehavior) {
        this.whistleBehavior = whistleBehavior;
    }
}

Fly接口的實(shí)現(xiàn)類

  1. 不會(huì)飛行:
public class FlyNoWay implements FlyBehavior {
    @Override
    public void fly() {
        System.out.println("我無(wú)法飛行");
    }
}
  1. 可以飛行
public class FlyWithPower implements FlyBehavior {
    @Override
    public void fly() {
        System.out.println("我能夠飛行");
    }
}

鳴笛行為實(shí)現(xiàn)類

  1. 不會(huì)鳴笛
public class MuteWhistle implements WhistleBehavior {
    @Override
    public void whistle() {
        System.out.println("無(wú)法鳴笛");
    }
}
  1. 可以鳴笛
public class Whistle implements WhistleBehavior {
    @Override
    public void whistle() {
        System.out.println("滴滴滴~");
    }
}

具體的汽車類(玩具汽車)

public class ToyCar extends Car {

    //在超類中有setFlyBehavior,setQuakBehavior谤祖,同樣允許客戶端自己選擇
    public ToyCar() {
        super(new FlyWhithPower(), new Whistle());
    }
    @Override
    public void display() {
        System.out.println("這是一輛玩具汽車");
    }
}

現(xiàn)在每輛汽車的鳴笛和飛行都可以自己選擇靈活配置,不僅可以切換汽車老速,還可以切換汽車的行為粥喜,這在原來(lái)的設(shè)計(jì)上是辦不到的,現(xiàn)在加一種新的汽車變得很簡(jiǎn)單了橘券,而且不會(huì)對(duì)原來(lái)的設(shè)計(jì)造成影響额湘。

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