Head First 设计模式（一）策略模式

时间：2022-08-26 21:58:21

计划三个月学完《Head First 设计模式》这本书（3月—5月），并记下笔记。
从这篇开始，希望自己最后能够坚持。好的，让我们开始吧~

第一篇学习的是策略模式

定义

首先抛出它的定义：

策略模式定义了算法族，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。

看到这个定义基本我们都是懵逼的，按照我的理解，翻译成人话就是：

将一个类中经常变化的部分（例如子类覆盖父类的方法）抽离出来，封装成单独的类，然后运用组合的思想，设定为类的成员变量。这样就可以动态的改变该类的行为了（只用改变类的成员变量）

什么，人话说的还是不清楚？嗯嗯，很正常，因为我们没有结合例子。

举例

下面我们结合一种实际应用场景来分析。

某公司开发了一个鸭子游戏，里面会出现各种特点的鸭子：绿头鸭，红头鸭，橡皮鸭……用程序如何实现这些鸭子？

看到这个场景问题，很容易想到，先定义一个所有鸭子的超类Duck，把公共方法和属性封装进去。例如，鸭子都会游泳，鸭子都有各自的外貌：

public abstract class Duck {

public void swim(){
        System.out.println("All duck can swim!");
    }

public abstract void display();

public void fly(){
        System.out.println("飞~~~");
    }

public void quack(){
        System.out.println("呱呱呱~");
    }

}

但是很快，我们发现这个超类的定义有问题。不是所有鸭子都会飞，不是所有鸭子都是呱呱叫（假设橡皮鸭是吱吱叫）。只要继承了这个超类，那所有的鸭子都会飞了，所有的鸭子都是呱呱叫了。

怎么办呢？

第一种解决方法

第一个想到的解决方法是：子类进行方法覆盖。很简单，不会飞的子类覆盖fly方法，重写不就行了？
但是，弊端很明显，所有不会飞的子类岂不都是要覆盖，假设50种鸭子都不会飞，那重写的工作量和维护量得有多大？

第二种解决方法

好的，所以我们想到第二个方法：继续设计子抽象类，例如会飞不会叫的抽象子类FlyNoQuackDuck,会叫不会非的抽象子类QuackNoFlyDuck，不会叫不会飞的抽象子类NoQuackNoFlyDuck，又会飞又会叫的抽象子类FlyAndQuackDuck……

写着写着我们发现这种方法也不行，太不灵活，而且改变的部分越多，这种抽象子类得定义的越多。

第三种解决方法

那什么方法才好呢？我们思考，之所以出现上面的问题，是因为我们习惯性的总想用继承来实现改变的部分，实际我们可以将改变的部分抽离出来，用组合来实现。

这里用到了三个设计原则：

  1. 找出应用中可能需要变化之处，把他们独立出来。
  2. 针对接口编程，而不是针对实现
  3. 多用组合，少用继承

运用第一个设计原则，我们将改变的方法fly()和quack()独立出来，封装成两个行为类接口。然后根据不同的需求，设计出实现接口的不同行为类。

Head First 设计模式（一）策略模式

运用第二个和第三个设计原则，我们在Duck类中组合两个成员变量的接口，在子类中动态的赋值。

Head First 设计模式（一）策略模式

整体的“类图”如下：

Head First 设计模式（一）策略模式

总结：

    这种解决方法很完美的解决了我们的问题，运用”策略模式”的思想，将变化的部分抽离出来，组合进类中，根据不同的子类，可以“set”不同的行为子类进行，实现动态改变行为

代码

两个行为接口类：

public interface FlyBehavior {
public void fly();
}

public interface QuackBehavior {
public void quack();
}

实现飞行接口的不同行为类：


public class FlyNoWay implements FlyBehavior{

public void fly(){
        System.out.println("我不能飞……");
    }
}


public class FlyWithWings implements FlyBehavior{

public void fly(){
        System.out.println("飞~~~");
    }
}


public class FlyWithRocket implements FlyBehavior{

public void fly(){
        System.out.println("带上火箭筒，飞~~~");
    }
}

实现鸭叫的不同行为类：


public class Quack implements QuackBehavior{
public void quack(){
        System.out.println("呱呱呱~");
    }
}


public class Squeak implements QuackBehavior{
public void quack(){
        System.out.println("吱吱吱~");
    }
}


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

组合了实现接口的超类：

public abstract class Duck {
protected FlyBehavior flyBehavior;
protected QuackBehavior quackBehavior;

public void swim(){
        System.out.println("All duck can swim!");
    }

public abstract void display();

/**
 * 动态改变飞行行为
 */
public void setFlyBehavior(FlyBehavior flyBehavior) {
this.flyBehavior = flyBehavior;
    }

/**
 * 动态改变鸭叫行为
 */
public void setQuackBehavior(QuackBehavior quackBehavior) {
this.quackBehavior = quackBehavior;
    }

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

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

不同的鸭子类：


/**
 * 绿头鸭
 */
public class MallarDuck extends Duck{

public MallarDuck() {
//可飞
        flyBehavior = new FlyWithWings();
//呱呱叫
        quackBehavior = new Quack();
    }

@Override
public void display() {
        System.out.println("看着像绿头鸭");
    }

}


/**
 * 绿头鸭
 */
public class RedHeadDuck extends Duck{

public RedHeadDuck() {
//可飞
        flyBehavior = new FlyWithWings();
//呱呱叫
        quackBehavior = new Quack();
    }

@Override
public void display() {
        System.out.println("看着像红头鸭");
    }

}


/**
 * 橡皮鸭
 */
public class RubberDuck extends Duck{

public RubberDuck() {
//不会飞
        flyBehavior = new FlyNoWay();
//吱吱叫
        quackBehavior = new Squeak();
    }

@Override
public void display() {
        System.out.println("看着像橡皮鸭");
    }

}

测试类：


public class Main {

public static void main(String[] args) {
        Duck mallarDuck = new MallarDuck();
        Duck redHeadDuck = new RedHeadDuck();
        Duck rubberDuck = new RubberDuck();

        mallarDuck.display();
        mallarDuck.performFly();
        mallarDuck.performQuack();
        System.out.println("========================");
        redHeadDuck.display();
        redHeadDuck.performFly();
        redHeadDuck.performQuack();
        System.out.println("========================");
        rubberDuck.display();
        rubberDuck.performFly();
        rubberDuck.performQuack();
//改变行为特点
        rubberDuck.setFlyBehavior(new FlyWithRocket());
        rubberDuck.setQuackBehavior(new MuteQuack());
        rubberDuck.performFly();
        rubberDuck.performQuack();
    }
}/**output:
看着像绿头鸭
飞~~~
呱呱呱~
========================
看着像红头鸭
飞~~~
呱呱呱~
========================
看着像橡皮鸭
我不能飞……
吱吱吱~
带上火箭筒，飞~~~
我不会叫……
*/
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