设计模式之策略模式

[align=center]设计模式之策略模式[/align][align=left] 定义：定义了算法族，分别封装起来，让它们之间可以相互替换，此模式让算法的变法独立于使用算法的客户。[/align][align=left] 关于模式的学习本来就是比较头痛的事情，如果但看看理论。就算你知道了它应用的场景。在实际的应用中，你也很难的应用到你的项目中。理解容易，实际的应用更难。[/align][align=left] 接下来我要通过一个实例来讲解这个设计模式。通过不断的需求变化，来真正的体现设计模式带来的好处，我们使用一些设计模式，就是让你的程序可以应付客户的不断的需求变化。我们知道，在我们实际的开发中，难的不是技术上的问题，而是客户随着开发的进行，他们的需求的不断的变化，这是最头痛的，如果你的程序不能对付客户的变化的话，你就会付出更多的代价。为了让我们的程序可以健壮，重用，可扩展。利用设计模式的思想去开发编程，可以解决上面的几个问题。这并不是唯一的办法，但是比较好的办法。[/align][align=left] 我们的要求是设计一个模拟鸭子游戏的应用程序。（注：这个应用是在Head First 设计模式 一书中的例子）。游戏中会出现各种鸭子，一边游泳戏水，一边呱呱叫。对于这样的要求，我们首先会运用OO技术，并利用继承的思想，设计一个鸭子的超类（Superclass）,并让各种鸭子继承这个超类。[/align][align=left]public class Duck{[/align][align=left] public void quack(){ //呱呱叫[/align][align=left] System.out.println("呱呱叫");[/align][align=left] }[/align][align=left] public void swim(){ //游泳[/align][align=left] System.out.println(" 游泳");[/align][align=left] }[/align][align=left] public abstract void display(); /*因为外观不一样，让子类自己去决定了。*/[/align][align=left]}[/align][align=left] 对于它的子类只需简单的继承就可以了，并实现自己的display()方法。[/align][align=left]//野鸭[/align][align=left] public class MallardDuck extends Duck{[/align][align=left] public void display(){[/align][align=left] System.out.println("野鸭的颜色...");[/align][align=left] }[/align][align=left] }[/align][align=left]//红头鸭[/align][align=left] public class RedheadDuck extends Duck{[/align][align=left] public void display(){[/align][align=left] System.out.println("红头鸭的颜色...");[/align][align=left] }[/align][align=left]} [/align][align=left]这里可能还会有其他颜色的鸭子。通过这个简单的继承我们满足了客户的要求。[/align][align=left] 不幸的是，现在客户又提出了新的需求，想让鸭子飞起来。这个对于我们OO程序员，在简单不过了，在超类中在加一个方法就可以了。[/align][align=left]public class Duck{[/align][align=left] public void quack(){ //呱呱叫[/align][align=left] System.out.println("呱呱叫");[/align][align=left] }[/align][align=left] public void swim(){ //游泳[/align][align=left] System.out.println(" 游泳");[/align][align=left] }[/align][align=left] public abstract void display(); /*因为外观不一样，让子类自己去决定了。*/[/align][align=left] public void fly(){[/align][align=left] System.out.println("飞吧！鸭子"); [/align][align=left] }[/align][align=left]}[/align][align=left]在子类中只需简单的覆盖。[/align][align=left]//残废鸭[/align][align=left] public class DisabledDuck extends Duck{[/align][align=left] public void display(){[/align][align=left] System.out.println("残废鸭的颜色...");[/align][align=left] }[/align][align=left] public void fly(){[/align][align=left] //覆盖，变成什么事都不做。 [/align][align=left] }[/align][align=left]} [/align][align=left]其它会飞的鸭子不用覆盖。[/align][align=left][/align][align=left] 这样所有的继承这个超类的鸭子都会fly了。但是问题又出来了，客户又提出有的鸭子会飞，有的不能飞。客户就是那样的让我们头痛啊，他们的需求会随着我们的开发而改变的。[/align][align=left] 这时我们需要做的是对会飞的鸭子重写fly方法，对于不能飞的也重写，但在方法里什么也不写，只是一个空方法，没有任何实现。只是简单覆盖超类中的fly方法。这样可以满足暂时的需求了，但对我们的维护带来了麻烦。对于一些不会叫的，也不会飞的鸭子的子类中，夹杂了一些没有意义的代码，就是对一些超类方法的覆盖。 [/align][align=left] 对于上面的设计，你可能发现一些弊端，如果超类有新的特性，子类都必须变动，这是我们开发最不喜欢看到的，一个类变让另一个类也跟着变，这有点不符合OO设计了。这样很显然的耦合了一起。[/align][align=left] 这时，我们会马上想到运用接口来消除这种弊端。我们把容易引起变法的部分提取出来并封装之，来应付以后的变法。虽然代码量加大了，但可用性提高了，耦合度也降低了。同时也具有很强的扩展性，也真正的利用了OO设计思想。[/align][align=left] 我们把Duck中的fly方法和quack提取出来。[/align][align=left] public interface Flyable{[/align][align=left] public void fly(); [/align][align=left] }[/align][align=left] public interface Quackable{[/align][align=left] public void quack();[/align][align=left] }[/align][align=left] 最后Duck的设计成为：[/align][align=left]public class Duck{[/align][align=left][/align] public void swim(){ //游泳[align=left] System.out.println(" 游泳");[/align][align=left] }[/align][align=left] public abstract void display(); /*因为外观不一样，让子类自 己去决定了。*/[/align][align=left][/align][align=left]}[/align][align=left][/align][align=left] 而MallardDuck,RedheadDuck,DisabledDuck 就可以写成为：[/align][align=left][/align][align=left]//野鸭[/align][align=left] public class MallardDuck extends Duck implements Flyable,Quackable{[/align][align=left][/align][align=left] public void display(){[/align][align=left] System.out.println("野鸭的颜色...");[/align][align=left] }[/align][align=left] public void fly(){[/align][align=left] //实现该方法[/align][align=left] }[/align][align=left] public void quack(){[/align][align=left] //实现该方法[/align][align=left] }[/align][align=left] }[/align][align=left]//红头鸭[/align][align=left] public class RedheadDuck extends Duck implements Flyable,Quackable{[/align][align=left] public void display(){[/align][align=left] System.out.println("红头鸭的颜色...");[/align][align=left] }[/align][align=left] public void fly(){[/align][align=left] //实现该方法[/align][align=left] }[/align][align=left] public void quack(){[/align][align=left] //实现该方法[/align][align=left] }[/align][align=left]} [/align][align=left]//残废鸭 只实现Quackable（能叫不能飞）[/align][align=left] public class DisabledDuck extends Duck implements Quackable{[/align][align=left] public void display(){[/align][align=left] System.out.println("残废鸭的颜色...");[/align][align=left] }[/align][align=left] public void quack(){[/align][align=left] //实现该方法[/align][align=left] }[/align][align=left]} [/align]
[align=left] 这样已设计，我们的程序就降低了它们之间的耦合。[/align][align=left] 现在我们知道使用继承并不能很好的解决问题，因为鸭子的行为在子类中不断的变化，并且让所用的子类都有这些行为是不恰当的。Flyable和Quackable接口一开始似乎还挺不错的，解决了问题（只有会飞到鸭子才实现 Flyable），但是Java接口不具有实现代码，所以实现接口无法达到代码的复用。这时我们有一个设计原则：找出应用中可能需要变化之处，把它们独立出来，不要和那些不需要变化的代码混在一起。[/align][align=left][/align][align=left] 现在我们根据这个设计原则，我们上面的设计还存在问题。我们因该如何解决呢？[/align][align=left] 现在，为了要分开“变化和不变化的部分”，我们准备建立两组类（完全远离Duck类），一个是"fly"相关的，另一个是“quack”相关的，每一组类将实现各自的动作。比方说，我们可能有一个类实现“呱呱叫”，另一个类实现“吱吱叫”，还有一个类实现“安静”。[/align][align=left] 我们如何设计实现飞行和呱呱叫的行为的类呢？我们为了让我们的程序有弹性，减小耦合。我们又必须遵循第二个设计原则：针对接口编程，而不是针对实现编程。[/align][align=left] 看看我们具体的实现吧，实现胜于理论。[/align][align=left] 首先写两个接口。FlyBehavior(飞行行为)和QuackBehavior（叫的行为）.[/align][align=left] public interface FlyBehavior{[/align][align=left] public void fly(); [/align][align=left] }[/align][align=left] public interface QuackBehavior{[/align][align=left] public void quack();[/align][align=left] }[/align][align=left] 我们在定义一些针对FlyBehavior的具体实现。[/align][align=left] public class FlyWithWings implements FlyBehavior{[/align][align=left][/align][align=left] public void fly(){[/align][align=left] //实现了所有有翅膀的鸭子飞行行为。[/align][align=left] }[/align][align=left] }[/align][align=left][/align][align=left][/align][align=left] public class FlyNoWay implements FlyBehavior{[/align][align=left][/align][align=left] public void fly(){[/align][align=left] //什么都不做，不会飞[/align][align=left] }[/align][align=left] }[/align]
[align=left]针对QuackBehavior的几种具体实现。[/align]
[align=left]public class Quack implements QuackBehavior{[/align][align=left] public void quack(){[/align][align=left] //实现呱呱叫的鸭子[/align][align=left] }[/align][align=left]}[/align][align=left][/align][align=left]public class Squeak implements QuackBehavior{[/align][align=left] public void quack(){[/align][align=left] //实现吱吱叫的鸭子[/align][align=left] }[/align][align=left]}[/align][align=left][/align][align=left]public class MuteQuack implements QuackBehavior{[/align][align=left] public void quack(){[/align][align=left] //什么都不做，不会叫[/align][align=left] }[/align][align=left]}[/align][align=left][/align][align=left] 这样的设计，可以让飞行和呱呱叫的动作被其他的对象复用，因为这些行为已经与鸭子类无关了。而我们增加一些新的行为，不会影响到既有的行为类，也不会影响“使用”到飞行行为的鸭子类。[/align][align=left] 最后我们看看Duck 如何设计。[/align][align=left] public class Duck{[/align][align=left] FlyBehavior flyBehavior;//接口[/align][align=left] QuackBehavior quackBehavior;//接口[/align][align=left] public Duck(){}[/align][align=left] public abstract void display();[/align][align=left] public void swim(){[/align][align=left] //实现游泳的行为[/align][align=left] }[/align][align=left] public void performFly(){[/align][align=left] flyBehavior.fly();//这时鸭子对象不亲自处理飞行行为，而是委托给flyBehavior引用的对象。[/align][align=left] }[/align][align=left] public void performQuack(){[/align][align=left] quackBehavior.quack();();//这时鸭子对象不亲自处理叫的行为，而是委托给quackBehavior引用的对象。[/align][align=left] }[/align][align=left] }[/align][align=left][/align][align=left] 看看MallardDuck如何实现。[/align][align=left] public class MallardDuck extends Duck{[/align][align=left] public MallardDuck（） {[/align][align=left] flyBehavior = new FlyWithWings ();[/align][align=left] quackBehavior = new Quack(); [/align][align=left] //因为MallardDuck 继承了Duck，所有具有flyBehavior 与quackBehavior 实例变量}[/align][align=left] public void display(){[/align][align=left] //实现[/align][align=left] }[/align][align=left] }[/align][align=left] 这样就满足了即可以飞，又可以叫，同时展现自己的颜色了。[/align][align=left] 这样的设计我们可以看到是把flyBehavior ，quackBehavior 的实例化写在子类了。我们还可以动态的来决定。[/align][align=left] 我们只需在Duck中加上两个方法。[/align][align=left] public class Duck{[/align][align=left] FlyBehavior flyBehavior;//接口[/align][align=left] QuackBehavior quackBehavior;//接口[/align][align=left] public void setFlyBehavior(FlyBehavior flyBehavior){[/align][align=left] this.flyBehavior = flyBehavior;[/align][align=left] }[/align][align=left] public void setQuackBehavior(QuackBehavior quackBehavior {[/align][align=left] this.quackBehavior= quackBehavior;[/align][align=left] }[/align][align=left][/align][align=left] }[/align][align=left] 大家看到这样的方法应该知道它是利用依赖注入的思想，动态的来改变鸭子的行为。[/align][align=left] 在测试的类中，我们可以这样写。[/align][align=left] public class Test{[/align][align=left][/align][align=left] public static void main(String[] args){[/align][align=left] //一般的用法：[/align][align=left] Duck mallard = new MallardDuck();[/align][align=left] mallard.performFly();[/align][align=left] mallard .perforeQuack();[/align][align=left] //动态的改变[/align][align=left] mallard.setFlyBehavior(new FlyRocketPowered);//具有火箭动力的飞行能力[/align][align=left] mallard.performFly();[/align][align=left] }[/align][align=left] }[/align][align=left][/align][align=left] 这样的用法其实就是Spring 中的一个核心机制，Ioc依赖注入思想。[/align][align=left] 我们讲了这么些，其实就是策略模式的应用。我们写了这么多，就是为了让你更加明白这个设计模式的应用场景。[/align][align=left] 策略模式：定义了算法族（飞行行为中的各种实现<看成一族算法>和呱呱叫行为中的各种实现<看成一族算法>），分别分装起来，让它们之间可以相互调用，此模式让算法的变法（就是飞行行为和呱呱叫的行为）独立于使用算法的客户。[/align]