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设计模式之策略模式

MageByte技术团队 码哥字节 2022-10-28

定义一组算法,将每个算法都封装起来,并且使它们之间可以互换。策略模式使这些算法在客户端调用它们的时候能够互不影响地变化。(Java的TreeSet集合中,构造方法可传入具体的比较器对象以实现不同的排序算法。就是利用的策略模式)策略模式的用意是针对一组算法,将每一个算法封装到具有共同接口的独立的类中, 从而使得它们可以相互替换,使用策略模式可以把行为和环境分割开来。

角色

  • 抽象策略角色:策略类,通常由一个接口或者抽象类实现。

  • 具体策略角色:包装了相关的算法和行为。

  • 环境角色:持有一个策略类的引用,最终给客户端调用的。通过环境角色指定策略。

场景假设

模 拟 鸭 子 游 戏 :SimUDuck。游戏中会出现各种鸭子,一边游泳戏水,一边呱
呱叫。不同的鸭子有不同的行为,所以我们可以把鸭子会不会飞,怎么飞的行为定义为抽象策略角色,鸭子叫行为也定义成一种策略,因为叫法不同。

分开变与不变

把会变化的部分取出并封装起来,以便以后可以轻易地改动或扩充此部分,而不影响不需要变化的其他部分。
我们先抽象一个Duck类,鸭子有 fly() 和 quack() ,但是会随着鸭子的不同而改变,所以我们要抽出来,将他们定义为变的部分涉及成策略,Duck 类持有对应策略的引用,通过组合的方式实现。


image.png

设计类图

image.png


最后我们整合鸭子的行为,分别将鸭子的飞行与嘎嘎叫的动作 "委托"(delagate)别人处理,而不是定义在Duck类中。
我们用两个相似的方法performFly()和performQuack()取代鸭子类中的fly()与quack()。

代码实现

定义 Duck 抽象类,所有的鸭子都继承。通过组合代理的模式实现飞行与嘎嘎叫的功能,持有策略类(飞行,呱呱叫)的引用。
提供set方法指定不同的策略,然后通过 performFly 与 performQuack 委托对应的策略实现。

环境角色

public abstract class Duck {

FlyBehavior flyBehavior;
QuackBehavior quackBehavior;

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

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

/**
* 展示鸭子
*/

public abstract void display();


public void setFlyBehavior(FlyBehavior flyBehavior) {
this.flyBehavior = flyBehavior;
}

public void setQuackBehavior(QuackBehavior quackBehavior) {
this.quackBehavior = quackBehavior;
}
}

定义野鸭子:会飞,呱呱叫。

public class MallardDuck extends Duck {
@Override
public void display() {
System.out.println("我是一只野鸭子");
}
}

定义模型鸭子:不会飞也不会叫。

public class ModelDuck extends Duck {
@Override
public void display() {
System.out.println("我是一只模型鸭子");
}
}

策略抽象角色 FlyBehavior 、QuackBehavior

叫声抽象策略

public interface QuackBehavior {
void quack();
}

飞行抽象策略

public interface FlyBehavior {
void fly();
}

策略具体角色

实现抽象策略,规定算法逻辑。

  • 不会飞的策略

public class FlyNoWay implements FlyBehavior {
@Override
public void fly() {
System.out.println("老司机带带我,我不会飞");
}
}
  • 会飞的策略

public class FlyWithWings implements FlyBehavior {
@Override
public void fly() {
System.out.println("我会飞行,一冲云霄");
}
}
  • 叫声策略呱呱叫实现

public class Quack implements QuackBehavior {
@Override
public void quack() {
System.out.println("呱呱叫");
}
}
  • 叫声策略: 不会叫策略

public class MuteQuack implements QuackBehavior {
@Override
public void quack() {
System.out.println("我不会叫");
}
}

生成不同的鸭子

  • 会叫的野鸭子

public class MallardDuck extends Duck {
@Override
public void display() {
System.out.println("我是一只野鸭子");
}
}
  • 不会叫的模型鸭子

public class ModelDuck extends Duck {
@Override
public void display() {
System.out.println("我是一只模型鸭子");
}
}

定义显示屏展示鸭子

public class MiniDuckSimulator {
public static void main(String[] args) {

//定义不会叫不会飞的鸭子
FlyBehavior flyBehavior = new FlyNoWay();
QuackBehavior quackBehavior = new MuteQuack();
Duck modelDuck = new ModelDuck();
//这里我们可以设置不同的行为实现类就会执行不同的策略
modelDuck.setFlyBehavior(flyBehavior);
modelDuck.setQuackBehavior(quackBehavior);

modelDuck.display();
modelDuck.performFly();
modelDuck.performQuack();
System.out.println("-------------------");

// 定义会叫会飞的鸭子
FlyBehavior flyWithWings = new FlyWithWings();
QuackBehavior quack = new Quack();
Duck mallardDuck = new MallardDuck();

mallardDuck.setFlyBehavior(flyWithWings);
mallardDuck.setQuackBehavior(quack);

mallardDuck.display();
mallardDuck.performFly();
mallardDuck.performQuack();

}
}

其实就是将将不同的算法抽象,通过上下文切换策略实现不同行为。我们是不是还可以使用策略模式代替很多的if else 判断执行不同的算逻辑?这里留给读者去发现使用场景。
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