设计模式(二十三)——策略模式(Arrays源码分析)

1 编写鸭子项目,具体要求如下:

1) 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)

2) 显示鸭子的信息

2 传统方案解决鸭子问题的分析和代码实现

1) 传统的设计方案(类图)

设计模式(二十三)——策略模式(Arrays源码分析)

2)代码实现

package com.lin.strategy;

public abstract class Duck {

    public abstract void display();

    public void quack() {
System.out.println("鸭子嘎嘎嘎嘎");
} public void swimming() {
System.out.println("鸭子会游泳");
} public void fly() {
System.out.println("鸭子会飞");
}
}
package com.lin.strategy;

public class PekingDuck extends Duck {

    @Override
public void display() {
System.out.println("这是北京鸭"); } // 北京鸭不好飞翔
@Override
public void fly() {
System.out.println("北京鸭不会飞翔");
} }
package com.lin.strategy;

public class ToyDuck extends Duck {

    @Override
public void display() {
System.out.println("玩具鸭"); } // 要重写所有父类的方法
public void quack() {
System.out.println("鸭子不会嘎嘎嘎嘎");
} public void swimming() {
System.out.println("鸭子不会游泳");
} public void fly() {
System.out.println("鸭子不会飞");
} }
package com.lin.strategy;

public class WildDuck extends Duck{

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

3 传统的方式实现的问题分析和解决方案

1) 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

2) 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

3) 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

4) 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)

4 策略模式基本介绍

1) 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

2) 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)。

5 策略模式的原理类图

设计模式(二十三)——策略模式(Arrays源码分析)

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

6 策略模式解决鸭子问题

1) 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

2) 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

设计模式(二十三)——策略模式(Arrays源码分析)

3)代码实现

package com.lin.strategy.plus;

public abstract class Duck {

    // 策略接口
public FlyBehavior flyBehavior; public abstract void display(); public void quack() {
System.out.println("鸭子嘎嘎嘎嘎");
} public void swimming() {
System.out.println("鸭子会游泳");
} public void fly() {
if(flyBehavior != null) {
flyBehavior.fly();
}
} // 动态改变某个对象的行为
public void setFly(FlyBehavior flyBehavior) {
this.flyBehavior = flyBehavior;
}
}
package com.lin.strategy.plus;

public class WildDuck extends Duck{

    public WildDuck() {
super.flyBehavior = new GoodFly();
} @Override
public void display() {
System.out.println("这是野鸭!");
} }
package com.lin.strategy.plus;

public class ToyDuck extends Duck {

    public ToyDuck() {
flyBehavior = new NotFly();
} @Override
public void display() {
System.out.println("玩具鸭"); } // 要重写所有父类的方法
public void quack() {
System.out.println("鸭子不会嘎嘎嘎嘎");
} public void swimming() {
System.out.println("鸭子不会游泳");
} }
package com.lin.strategy.plus;

public class PekingDuck extends Duck {

    public PekingDuck() {
flyBehavior = new NotFly();
} @Override
public void display() {
System.out.println("北京鸭!"); } }
package com.lin.strategy.plus;

public class GoodFly implements FlyBehavior{

    @Override
public void fly() {
System.out.println("飞翔技术十分好");
} } class NotFly implements FlyBehavior{ @Override
public void fly() {
System.out.println("不会飞翔");
} } class BadFly implements FlyBehavior{ @Override
public void fly() {
System.out.println("飞翔技术很差");
} }
package com.lin.strategy.plus;

public interface FlyBehavior {

    void fly();
}
package com.lin.strategy.plus;

public class Client {

    public static void main(String[] args) {

        PekingDuck pekingDuck = new PekingDuck();
pekingDuck.fly(); // 动态改变某个对象的行为
pekingDuck.setFly(new GoodFly());
pekingDuck.fly();
} }

7 策略模式在 JDK-Arrays 应用的源码分析

1) JDK 的 Arrays 的 Comparator 就使用了策略模式

2)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

3)代码分析+模式角色分析

设计模式(二十三)——策略模式(Arrays源码分析)

package com.lin.strategy.plus;

import java.util.Arrays;
import java.util.Comparator; public class StrategyTest { public static void main(String[] args) { // 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
Integer[] data = {3,4,6,78,1,0,-91};
Comparator<Integer> comparator = new Comparator<Integer>() { @Override
public int compare(Integer o1, Integer o2) {
if(o1<o2) { // 降序,升序
return 1;
} else {
return -1;
}
}
}; // 方式一
Arrays.sort(data, comparator);
System.out.println(Arrays.toString(data)); // 方式二
Integer[] data1 = {3,4,6,78,1,0,-91};
Arrays.sort(data1, (var1, var2) -> {
if(var1.compareTo(var2) > 0) {
return 1;
} else {
return -1;
}
}); System.out.println(Arrays.toString(data1));
}
}

8 策略模式的注意事项和细节

1) 策略模式的关键是:分析项目中变化部分与不变部分

2) 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

3) 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)

4) 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

5) 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,至于需要使用到哪个策略,我们可以在构造器中指定

仅供参考,有错误还请指出!

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