第 25 章策略模式

1、编写鸭子项目

编写鸭子项目，具体要求如下:

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)
显示鸭子的信息

2、传统方案解决鸭子问题

传统方案解决方案

类图

代码实现

Duck：鸭子的抽象父类

public abstract class Duck {public Duck() {}public abstract void display();// 显示鸭子信息public void quack() {System.out.println("鸭子嘎嘎叫~~");}public void swim() {System.out.println("鸭子会游泳~~");}public void fly() {System.out.println("鸭子会飞翔~~~");}}

WildDuck：野鸭

public class WildDuck extends Duck {@Overridepublic void display() {System.out.println(" 这是野鸭 ");}}

PekingDuck：北京烤鸭

public class PekingDuck extends Duck {@Overridepublic void display() {System.out.println("~~北京鸭~~~");}// 因为北京鸭不能飞翔，因此需要重写fly@Overridepublic void fly() {System.out.println("北京鸭不能飞翔");}}

ToyDuck；玩具鸭鸭

public class ToyDuck extends Duck {@Overridepublic void display() {System.out.println("玩具鸭");}// 需要重写父类的所有方法public void quack() {System.out.println("玩具鸭不能叫~~");}public void swim() {System.out.println("玩具鸭不会游泳~~");}public void fly() {System.out.println("玩具鸭不会飞翔~~~");}
}

传统的方式实现的问题分析和解决方案

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
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
为了改进此问题，我们可以通过覆盖 fly 方法来解决 ==> 覆盖解决
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)

3、策略模式基本介绍

策略模式(Strategy Pattern)中，定义算法族(策略簇)，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
这算法体现了几个设计原则：
1. 第一、把变化的代码从不变的代码中分离出来；
2. 第二、针对接口编程而不是具体类(定义了策略接口)；
3. 第三、多用组合(或聚合)，少用继承(客户通过组合方式使用策略)

4、策略模式的原理类图

从图中可以看到，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

5、策略模式解决鸭子问题

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

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

代码实现

FlyBehavior：飞行的行为(算法的提供者)

public interface FlyBehavior {void fly(); // 子类具体实现
}

NoFlyBehavior：

public class NoFlyBehavior implements FlyBehavior {@Overridepublic void fly() {System.out.println(" 不会飞翔  ");}}

BadFlyBehavior：

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

GoodFlyBehavior：

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

QuackBehavior：叫的行为(算法的提供者)

public interface QuackBehavior {void quack();// 子类实现
}

NoQuackBehavior：

public class NoQuackBehavior implements QuackBehavior {@Overridepublic void quack() {System.out.println("不能叫");}}

GeGeQuackBehavior：

public class GeGeQuackBehavior implements QuackBehavior {@Overridepublic void quack() {System.out.println("咯咯叫");}}

GaGaQuackBehavior：

public class GaGaQuackBehavior implements QuackBehavior {@Overridepublic void quack() {System.out.println("嘎嘎叫");}}

Duck：鸭子的抽象父类(算法的使用者)，通过聚合不同的行为对象(算法的提供者)，实现不同的行为模式

public abstract class Duck {// 属性, 策略接口FlyBehavior flyBehavior;// 其它属性<->策略接口QuackBehavior quackBehavior;public Duck() {}public abstract void display();// 显示鸭子信息public void quack() {if (quackBehavior != null) {quackBehavior.quack();}}public void swim() {System.out.println("鸭子会游泳~~");}public void fly() {// 改进if (flyBehavior != null) {flyBehavior.fly();}}public void setFlyBehavior(FlyBehavior flyBehavior) {this.flyBehavior = flyBehavior;}public void setQuackBehavior(QuackBehavior quackBehavior) {this.quackBehavior = quackBehavior;}}

WildDuck：

public class WildDuck extends Duck {// 构造器，传入FlyBehavior 和 QuackBehavior 的对象public WildDuck() {flyBehavior = new GoodFlyBehavior();quackBehavior = new GeGeQuackBehavior();}@Overridepublic void display() {System.out.println(" 这是野鸭 ");}}

PekingDuck：

public class PekingDuck extends Duck {// 假如北京鸭可以飞翔，但是飞翔技术一般public PekingDuck() {flyBehavior = new BadFlyBehavior();quackBehavior = new GaGaQuackBehavior();}@Overridepublic void display() {System.out.println("~~北京鸭~~~");}}

ToyDuck：

public class ToyDuck extends Duck {public ToyDuck() {flyBehavior = new NoFlyBehavior();quackBehavior = new NoQuackBehavior();}@Overridepublic void display() {System.out.println("玩具鸭");}public void swim() {System.out.println("玩具鸭不会游泳~~");}}

Client：测试代码

public class Client {public static void main(String[] args) {WildDuck wildDuck = new WildDuck();wildDuck.fly();ToyDuck toyDuck = new ToyDuck();toyDuck.fly();PekingDuck pekingDuck = new PekingDuck();pekingDuck.fly();// 动态改变某个对象的行为, 北京鸭 不能飞pekingDuck.setFlyBehavior(new NoFlyBehavior());System.out.println("北京鸭的实际飞翔能力");pekingDuck.fly();}}

总结：将原来的继承方式改为组合(或聚合)方式，来实现对象的行为，可以将算法的使用者(Dick)与算法的提供者(FlyBehavior 和 QuackBehavior)解耦

6、JDK Arrays 源码分析

代码

public class Strategy {public static void main(String[] args) {// TODO Auto-generated method stub// 数组Integer[] data = { 9, 1, 2, 8, 4, 3 };// 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Comparator<Integer> comparator = new Comparator<Integer>() {public int compare(Integer o1, Integer o2) {if (o1 > o2) {return -1;} else {return 1;}};};// 说明/** public static <T> void sort(T[] a, Comparator<? super T> c) {if (c == null) {sort(a); //默认方法} else { if (LegacyMergeSort.userRequested)legacyMergeSort(a, c); //使用策略对象celse// 使用策略对象cTimSort.sort(a, 0, a.length, c, null, 0, 0);}}*///方式1 Arrays.sort(data, comparator);System.out.println(Arrays.toString(data)); // 降序排序// 方式2- 同时lambda 表达式实现 策略模式Integer[] data2 = { 19, 11, 12, 18, 14, 13 };Arrays.sort(data2, (var1, var2) -> {if (var1.compareTo(var2) > 0) {return -1;} else {return 1;}});System.out.println("data2=" + Arrays.toString(data2));}}

总结

Comparator 为策略接口(算法的提供者)，其实现对象指明了具体算法的行为，Arrays 为算法的使用者，通过组合(聚合)不同的算法提供者，实现不同的算法行为

7、策略模式的注意事项和细节

策略模式的关键是：分析项目中变化部分与不变部分
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，这样更有弹性
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，避免了使用多重判断语句（if..else if..else）
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
需要注意的是：每添加一个策略就要增加一个类，当策略过多时，会导致类数目庞大