设计模式之——策略模式

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今天要讲解的是设计模式之——策略模式(Strategy)。理论概念性的东西先不讲,下面先上场景和案例:
小明所在的公司想要设计一款交通出行帮助系统,提供全方位的详细出行说明帮助,包含具体路线,花费,耗时等等。。。由于小明是公司主程,毫无疑问,主管把这个艰巨而光荣的任务交给了他,小明拍着胸脯告诉主管说:一个星期就可以搞定整套系统~
下面来看小明的核心代码:

package com.example.tb.myapplication;

/**
 * Created by tb on 2017/5/1.
 * 包括了(公交-0,地铁-1,火车-2,飞机-3,轮船-4,出租车-5,大巴车-6,轻轨-7,自驾-8)等等各种出行方式的出行帮助系统核心类
 */

public class Travel {
    /**
     * 花费
     * @param line  具体路线
     * @param trafficType  交通工具类型
     * @return
     */
    public float cost(int line,int trafficType){
        float cost=0;
        if(line==0&&trafficType==0){
            //具体的计算方案
        }else if(line==0&&trafficType==1){
            //具体的计算方案
        }else if(...){
            //具体的计算方案
        }...
        //更多情况的计算方案...
        return cost;
    }

    /**
     * 耗时
     * @param line  具体路线
     * @param trafficType  交通工具类型
     * @return
     */
    public long time(int line,int trafficType){
        long time=0;
        switch (line){
            case 0://路线0具体的计算方案
                if(trafficType==0){
                    //具体的计算方案
                }else if(trafficType==1){
                    //具体的计算方案
                }else if(...){
                    //具体的计算方案
                }
                break;
            case 1://路线1具体的计算方案
                break;
            case 2://路线2具体的计算方案
                break;
            //更多情况的计算方案...
        }
        return time;
    }
}

很快,小明就把整个系统的核心功能做完了(我们这里采用伪代码来简要说明问题),可以看出光是路线跟花费就需要用到那么多的if…else,或者switch…case,甚至是两者嵌套才能实现具体的功能,当主管看到后,一脸嫌弃的说,小明啊,这代码可读性太差了,而且如果我以后增加了出行方式或者路线呢,你怎么办?而且随着功能增加,你的类会越来越庞大,在里面加东西很容易出错,这是非常不易于扩展和维护的啊。听完主管的话,小明就像放了气的气球,本来还想能得到一番表扬呢。最后主管让小明看一下设计模式中的策略模式,然后再去进行优化,小明顿时就像得到了高人指点,回去后赶紧翻阅资料,经过一段时间的研究后,终于有了一些眉目,连自己都看不下去自己写的这段代码了,下决心去重构。。。

这里写图片描述

上面就是小明设计的整个系统结构图(可以在新窗口中查看大图),其核心就是把路线跟交通工具这两个变化的因素独立出来,做成两个接口,这样在后续维护扩展的时候如果有新的路线或者交通工具出现,只需要添加对应的一个类去实现这两个接口就可以了,非常方便,而且整体代码不那么臃肿,Travel这个类只负责具体的计算,不再判断复杂的业务逻辑了,遵循了类的单一职责原则。

下面是伪代码:

package com.example.tb.myapplication.strategy;

/**
 * Created by tb on 2017/5/1.
 */

public interface Line {
    /**
     * 路线规划图
     */
    public int getLine();
}
package com.example.tb.myapplication.strategy;

/**
 * Created by tb on 2017/5/1.
 */

public interface Traffic {
    /**
     * 交通工具类型
     */
    public int getTrafficType();
}
package com.example.tb.myapplication.strategy;

/**
 * Created by tb on 2017/5/1.
 */

public class Line0 implements Line{
    @Override
    public int line() {
        return 0;
    }
}
package com.example.tb.myapplication.strategy;

/**
 * Created by tb on 2017/5/1.
 */

public class BusTravel implements Traffic{

    @Override
    public int trafficType() {
        return 0;
    }
}
package com.example.tb.myapplication.strategy;

/**
 * Created by tb on 2017/5/1.
 * 包括了(公交-0,地铁-1,火车-2,飞机-3,轮船-4,出租车-5,大巴车-6,轻轨-7,自驾-8)等等各种出行方式的出行帮助系统核心类
 */

public class Travel {
    private Line line;
    private Traffic traffic;

    private int realLine,realTraffic;

    public void Travel(Line line,Traffic traffic){
        this.line=line;
        this.traffic=traffic;
        realLine=line.getLine();
        realTraffic=traffic.getTrafficType();
    }

    public void setLine(Line line) {
        this.line = line;
    }

    public void setTraffic(Traffic traffic) {
        this.traffic = traffic;
    }

    /**
     * 花费
     * @return
     */
    public float cost(){
        //根据路线和交通工具去计算具体的花费。。。
        return 0;
    }

    /**
     * 耗时
     * @return
     */
    public long time(){
        //根据路线和交通工具去计算具体的花费。。。
        return 0;
    }
}
package com.example.tb.myapplication.strategy;

import android.util.Log;

/**
 * Created by tb on 2017/5/1.
 */

public class Test {
    private static final String TAG = "Test";
    public void test(){
        Line line=new Line0();
        Traffic traffic=new BusTravel();
        Travel travel=new Travel();
        travel.setLine(line);
        travel.setTraffic(traffic);
        Log.d(TAG, "test: cost is:"+travel.cost()+"\ntime is:"+travel.time());
    }
}

由于篇幅问题,这里我只列举了Line0,BusTraffic这两个子类,具体测试在Test类中,可以通过Travel对象的两个set方法进行依赖注入,动态的去改变计算结果。这次小明完成后给主管看了看,得到了主管的夸赞,小明心里乐出了花~~~

这就是策略模式的强大,核心就是定义了算法族,分别封装起来,让它们之间可以相互替换,此模式让算法的变化独立于使用算法的客户。这个模式很完美的展示了抽象的魅力,注入不同的实现,从而达到很好的可扩展性,同时这也是系统优化的一个很重要方法:从模式谈论软件系统,可以让你保持在设计层次,不会被压低到对象与类这种琐碎的事情上面。

策略模式的优缺点如下:

  • 优点:
    • 结构清晰明了,使用简单直观
    • 耦合度相对而言较低,扩展方便
    • 操作封装也更为彻底,数据更为安全
  • 缺点
    • 随着策略的增加,子类也会变的繁多

策略模式在Android系统源码中的应用:Interpolator。这个类主要是在做动画的时候会涉及到,但是都是它的子类,比如:LinearInterpolator、CycleInterpolator等动画插值器就是具体的实现策略,通过注入不同的插值器实现不同的动态效果(匀速、加速、减速等),这个类是从TimeInterpolator接口实现而来,里面只有一个方法:

/*
 * Copyright (C) 2010 The Android Open Source Project
 *
 * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
 * you may not use this file except in compliance with the License.
 * You may obtain a copy of the License at
 *
 *      http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
 *
 * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
 * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
 * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
 * See the License for the specific language governing permissions and
 * limitations under the License.
 */

package android.animation;

/**
 * A time interpolator defines the rate of change of an animation. This allows animations
 * to have non-linear motion, such as acceleration and deceleration.
 */
public interface TimeInterpolator {

    /**
     * Maps a value representing the elapsed fraction of an animation to a value that represents
     * the interpolated fraction. This interpolated value is then multiplied by the change in
     * value of an animation to derive the animated value at the current elapsed animation time.
     *
     * @param input A value between 0 and 1.0 indicating our current point
     *        in the animation where 0 represents the start and 1.0 represents
     *        the end
     * @return The interpolation value. This value can be more than 1.0 for
     *         interpolators which overshoot their targets, or less than 0 for
     *         interpolators that undershoot their targets.
     */
    float getInterpolation(float input);
}

可以看出getInterpolation返回的就是动画的流逝时间百分比,具体实现交给子类,进而完成千变万化的动画效果。

怎么样,策略模式就讲完了,简单吧~如果有不明白的童鞋请在下方留言。。。

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