策略模式

策略模式定义了一组可互换的算法并封装起来,使它们可以互相替换。它将算法与使用算法的客户端分离,遵循面向接口编程和组合/聚合优于继承的原则。文章通过鸭子项目的两种设计方法对比,展示了策略模式如何解决传统继承方案的问题,并引用JDK中的Arrays.Comparator作为实例。同时,强调了策略模式在项目中应注意的细节和优势。

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一、策略模式介绍

       策略模式定义了一组算法,并将每个算法封装起来,让他们之间可以互相替换,使算法本身和使用算法的客户端分割开来。

       策略模式体现了几个设计原则:①把变化的代码从不变的代码中分离出来;②针对接口编程而不是具体类(定义了策略接口);③多用组合/聚合,少用继承(客户通过组合方式使用策略)。

二、策略模式原理图

说明:从上图可以看出,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。

三、策略模式例子

      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。

第一种设计方法:传统方案

传统设计方案类图如下所示:

       传统设计解决方案中,其他的鸭子都继承了Duck类,fly方法让所有子类都会飞了,这是不正确的。这是继承带来的问题:对类的局部改动尤其超类的局部改动,会影响其他部分,出现了溢出效应。为了改进这个问题,我们可以通过覆盖fly方法来解决,但是问题来了,如果我们有一个玩具鸭子,这样就需要去覆盖Duck所有实现的方法。我们可以通过策略模式来解决上述问题。

第二种设计方案:策略模式

类图如下所示:

代码如下所示:

创建FlyBehavior接口及其子类:

public interface FlyBehavior{
    void fly();
}
public class GoodFlyBehavior implements FlyBehavior{

    public void fly(){
        System.out.println("飞翔技术高超");
    }
}
public class BadFlyBehavior implements FlyBehavior{

    public void fly(){
        System.out.println("飞翔技术一般");
    }
}
public class NoFlyBehavior implements FlyBehavior{

    public void fly(){
        System.out.println("不会飞翔");
    }
}

创建Duck抽象类及其子类:

public abstract class Duck{

    private FlyBehavior flyBehavior;

    public void fly(){
        if(flyBehavior != null){
            flyBehavior.fly();
        }
    }

    public abstract void display();
}
public class WildDuck extends Duck{

    public WildDuck(){
        flyBehavior = new GoodFlyBehavior();
    }

    public void display(){
        System.out.println("这是野鸭")
    }
}
public class PekingDuck extends Duck{

    public PekingDuck(){
        flyBehavior = new NoFlyBehavior();
    }

    public void display(){
        System.out.println("这是北京鸭")
    }
}
public class ToyDuck extends Duck{

    public ToyDuck(){
        flyBehavior = new NoFlyBehavior();
    }

    public void display(){
        System.out.println("这是玩具京鸭")
    }
}

四、策略模式在JDK中使用

      JDK的Arrays的Comparator就使用了策略模式。

五、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;用行为的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。客户端增加新的行为不用修改原有代码,只要添加一种策略(或行为)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方法。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量庞大

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