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策略模式
1、鸭子问题
编写鸭子项目，具体要求如下：
- 1）有各鸭子（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
UML 类图
核心代码
public abstract class Duck {
public void quark() {
System.out.println("鸭子嘎嘎叫~");
}
public void swim() {
System.out.println("鸭子哗哗游~");
}
public void fly() {
System.out.println("鸭子腾腾飞~");
}
public abstract void display();
}
public class WildDuck extends Duck {
@Override
public void display() {
System.out.println("野鸭子");
}
}
public class PekingDuck extends Duck {
@Override
public void display() {
System.out.println("北京鸭~");
}
@Override
public void fly() {
System.out.println("北京鸭不会飞~");
}
}
public class ToyDuck extends Duck {
@Override
public void display() {
System.out.println("玩具鸭~");
}
@Override
public void quark() {
System.out.println("玩具鸭不会叫~");
}
@Override
public void swim() {
System.out.println("玩具鸭不会游~");
}
@Override
public void fly() {
System.out.println("玩具鸭不会飞~");
}
}
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
3、策略模式基本介绍
- 1）策略模式（Strategy Pattern）中，定义算法族，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）
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，可以在构造器中指定
4、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
- 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
- 3）代码实现
UML 类图
核心代码
“叫”的行为
/**
* “叫”行为策略接口
*/
public interface QuarkBehavior {
void quark();
}
/**
* “不会叫”行为策略对象
*/
public class NoQuarkBehavior implements QuarkBehavior {
@Override
public void quark() {
System.out.println("不会叫~");
}
}
/**
* “嘎嘎叫”行为策略对象
*/
public class GagaQuarkBehavior implements QuarkBehavior {
@Override
public void quark() {
System.out.println("嘎嘎叫~");
}
}
/**
* “咯咯叫”行为策略对象
*/
public class GegeQuarkBehavior implements QuarkBehavior {
@Override
public void quark() {
System.out.println("咯咯叫~");
}
}
“游泳”的行为
/**
* ”游泳“行为策略接口
*/
public interface SwimBehavior {
void swim();
}
/**
* “不会游泳”行为策略对象
*/
public class NoSwimHehavior implements SwimBehavior {
@Override
public void swim() {
System.out.println("不会游泳~");
}
}
/**
* “会游泳”行为策略对象
*/
public class CanSwimHehavior implements SwimBehavior {
@Override
public void swim() {
System.out.println("会游泳~");
}
}
“飞”的行为
/**
* “飞行”行为策略接口
*/
public interface FlyBehavior {
void fly();
}
/**
* “不会飞”行为策略对象
*/
public class NoFlyBehavior implements FlyBehavior {
@Override
public void fly() {
System.out.println("不会飞~");
}
}
/**
* “不太会飞”行为策略对象
*/
public class BadFlyBehavior implements FlyBehavior {
@Override
public void fly() {
System.out.println("不太会飞~");
}
}
/**
* “很会飞”行为策略对象
*/
public class GoodFlyBehavior implements FlyBehavior {
@Override
public void fly() {
System.out.println("很会飞~");
}
}
鸭子类
/**
* 抽象鸭子类
*/
public abstract class Duck {
protected QuarkBehavior quarkBehavior;
protected SwimBehavior swimBehavior;
protected FlyBehavior flyBehavior;
public Duck() {
display();
}
public void quark() {
if (quarkBehavior != null) {
quarkBehavior.quark();
}
}
public void swim() {
if (swimBehavior != null) {
swimBehavior.swim();
}
}
public void fly() {
if (flyBehavior != null) {
flyBehavior.fly();
}
}
public void setQuarkBehavior(QuarkBehavior quarkBehavior) {
this.quarkBehavior = quarkBehavior;
}
public void setSwimBehavior(SwimBehavior swimBehavior) {
this.swimBehavior = swimBehavior;
}
public void setFlyBehavior(FlyBehavior flyBehavior) {
this.flyBehavior = flyBehavior;
}
public abstract void display();
}
/**
* 野鸭子
*/
public class WildDuck extends Duck {
public WildDuck() {
super();
quarkBehavior = new GegeQuarkBehavior();
swimBehavior = new CanSwimHehavior();
flyBehavior = new GoodFlyBehavior();
}
@Override
public void display() {
System.out.println("======野鸭子======");
}
}
/**
* 北京鸭
*/
public class PekingDuck extends Duck {
public PekingDuck() {
super();
quarkBehavior = new GagaQuarkBehavior();
swimBehavior = new CanSwimHehavior();
flyBehavior = new BadFlyBehavior();
}
@Override
public void display() {
System.out.println("======北京鸭======");
}
}
/**
* 玩具鸭
*/
public class ToyDuck extends Duck {
public ToyDuck() {
super();
quarkBehavior = new NoQuarkBehavior();
swimBehavior = new NoSwimHehavior();
flyBehavior = new NoFlyBehavior();
}
@Override
public void display() {
System.out.println("======玩具鸭======");
}
}
测试代码
Duck wildDuck = new WildDuck();
wildDuck.quark();
wildDuck.swim();
wildDuck.fly();
Duck pekingDuck = new PekingDuck();
pekingDuck.quark();
pekingDuck.swim();
pekingDuck.fly();
System.out.println("===改变策略===");
pekingDuck.setFlyBehavior(new NoFlyBehavior());
pekingDuck.fly();
Duck toyDuck = new ToyDuck();
toyDuck.quark();
toyDuck.swim();
toyDuck.fly();
测试结果
//======野鸭子======
//咯咯叫~
//会游泳~
//很会飞~
//======北京鸭======
//嘎嘎叫~
//会游泳~
//不太会飞~
//===改变策略===
//不会飞~
//======玩具鸭======
//不会叫~
//不会游泳~
//不会飞~
5、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
- 匿名类对象
new Comparator<Integer>() {}实现了Comparator接口（策略接口） -
public int compare(Integer o1, Integer o2) {}指定具体的处理方式
Comparator<Integer> comparator = new Comparator<Integer>() {
@Override
public int compare(Integer o1, Integer o2) {
return o1 > o2 ? 1 : -1;
}
};
// 方式1
Arrays.sort(data, comparator);
System.out.println(Arrays.toString(data));
// [1, 2, 3, 4, 8, 9]
//方式2
Arrays.sort(data, (v1, v2) -> v1.compareTo(v2) > 0 ? -1 : 1);
System.out.println(Arrays.toString(data));
//[9, 8, 4, 3, 2, 1]
6、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大