圖解Java設計模式之策略模式

圖解Java設計模式之策略模式

• 撰寫鴨子專案，具體要求如下 ：
• 傳統方案解決鴨子問題的分析和代碼實作
• 傳統方式解決鴨子問題分析和解決方案
• 策略模式基本介紹
• 策略模式的原理類圖
• 策略模式解決鴨子問題
• 策略模式在JDK - Arrays 應用的原始碼分析
• 策略模式的注意實作和細節

撰寫鴨子專案，具體要求如下 ：

1）有各種鴨子（比如 野鴨、北京鴨、水鴨等）鴨子有各種行為，比如叫、飛行等等，
2）顯示鴨子的資訊

傳統方案解決鴨子問題的分析和代碼實作

1）傳統的設計方案（類圖）

package com.example.demo.dtrategy;

public abstract class Duck {
	
	public Duck() {}
	
	// 顯示鴨子資訊
	public abstract void display();
	
	public void quack() {
		System.out.println("鴨子嘎嘎叫～～～");
	}
	
	public void swim() {
		System.out.println("鴨子會游泳～～～");
	}
	
	public void fly() {
		System.out.println("鴨子會飛～～～");
	}

}
package com.example.demo.dtrategy;

public class PekingDuck extends Duck {

	@Override
	public void display() {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println("~~ 北京鴨 ~~");
	}
	
	@Override
	public void fly() {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println("北京鴨不能飛翔");
	}

}
package com.example.demo.dtrategy;

public class ToyDuck extends Duck {

	@Override
	public void display() {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println("玩具鴨");
	}

	//需要重寫父類的所有方法
	public void quack() { 
		System.out.println("玩具鴨不能叫~~");
	}
	public void swim() { 
		System.out.println("玩具鴨不會游泳~~");
	}
	public void fly() { 
		System.out.println("玩具鴨不會飛翔~~~");
	}
}
package com.example.demo.dtrategy;

public class WildDuck extends Duck {

	@Override
	public void display() {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println(" 這是野鴨 ");
	}

}

傳統方式解決鴨子問題分析和解決方案

1）其它鴨子，都繼承類Duck類，所以fly讓所有子類都會飛類，這是不正確的，
2）上面說的1的問題，其實是繼承帶來的問題 ：對類的區域改動，尤其超類的區域改動，會影響其它部分，會有溢位效應，
3）為了改進1問題，我們可以通過覆寫fly 方法來解決 - 》覆寫解決
4）問題又來來，如果我們有一個玩具鴨子ToyDuck，這樣就需要ToyDuck去覆寫Duck的所有實作的方法 = 》策略模式（strategy pattern）

策略模式基本介紹

1）策略模式（Strategy Pattern）中，定義演算法族，分別封裝起來，讓他們之間可以相互替換，此模式讓演算法的變化獨立于使用演算法的客戶，
2）這演算法體現來幾個設計原則，第一、把變化的代碼從不變的代碼中分離出來；第二、針對介面編程而不是具體類（定義來策略介面）：第三、多組合/聚合，少用繼承（客戶通過組合方式使用策略），

策略模式的原理類圖

說明 ：從上圖可以看到，客戶端context 有成員變數 strategy 或者其它的策略介面，至于需要使用到那個策略，我們可以在構造器中指定，

策略模式解決鴨子問題

1）應用實體要求
撰寫程式完成前面的鴨子專案，要求使用策略模式
2）類圖

package com.example.demo.dtrategy.improe;

public interface FlyBehavior {

	void fly(); // 子類具體實作
}
package com.example.demo.dtrategy.improe;

public interface QuackBehavior {

}
package com.example.demo.dtrategy.improe;

public class BadFlyBehavior implements FlyBehavior {

	@Override
	public void fly() {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println(" 飛翔技術一般 ");
	}

}
package com.example.demo.dtrategy.improe;

public abstract class Duck {
	
	//屬性, 策略介面
	FlyBehavior flyBehavior; 
	//其它屬性<->策略介面 
	QuackBehavior quackBehavior;

	public Duck() {}
	
	// 顯示鴨子資訊
	public abstract void display();
	
	public void quack() {
		System.out.println("鴨子嘎嘎叫～～～");
	}
	
	public void swim() {
		System.out.println("鴨子會游泳～～～");
	}
	
	public void fly() {
		// 改進
		if(flyBehavior != null) {
			flyBehavior.fly();
		}
	}

	public FlyBehavior getFlyBehavior() {
		return flyBehavior;
	}

	public void setFlyBehavior(FlyBehavior flyBehavior) {
		this.flyBehavior = flyBehavior;
	}

	public QuackBehavior getQuackBehavior() {
		return quackBehavior;
	}

	public void setQuackBehavior(QuackBehavior quackBehavior) {
		this.quackBehavior = quackBehavior;
	}
	
	
}
package com.example.demo.dtrategy.improe;

public class GoodFlyBehavior implements FlyBehavior {

	@Override
	public void fly() {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println(" 飛翔技術高超 ~~~");
	}

}
package com.example.demo.dtrategy.improe;

public class NoFlyBehavior implements FlyBehavior {

	@Override
	public void fly() {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println(" 不會飛翔 ");
	}

}
package com.example.demo.dtrategy.improe;

public class PekingDuck extends Duck {
	
	//假如北京鴨可以飛翔，但是飛翔技術一般 
	public PekingDuck() {
		// TODO Auto-generated constructor stub 
		flyBehavior = new BadFlyBehavior();
	}

	@Override
	public void display() {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println("~~北京鴨~~~");
	}

}
package com.example.demo.dtrategy.improe;

public class ToyDuck extends Duck {
	
	public ToyDuck() {
		// TODO Auto-generated constructor stub 
		flyBehavior = new NoFlyBehavior();
	}

	@Override
	public void display() {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println("玩具鴨");
	}
	
	//需要重寫父類的所有方法
	public void quack() { 
		System.out.println("玩具鴨不能叫~~");
	}

	public void swim() { 
		System.out.println("玩具鴨不會游泳~~");
	}
}
package com.example.demo.dtrategy.improe;

public class WilDuck extends Duck {
	
	/**
	 * 構造器，傳入FlyBehavor 的物件
	 */
	public WilDuck() {
		flyBehavior = new GoodFlyBehavior();
	}

	@Override
	public void display() {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println(" 這是野鴨 ");
	}

}
package com.example.demo.dtrategy.improe;

public class Client {

	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
		WilDuck wildDuck = new WilDuck(); 
		wildDuck.fly();//
		ToyDuck toyDuck = new ToyDuck(); 
		toyDuck.fly();
		PekingDuck pekingDuck = new PekingDuck(); 
		pekingDuck.fly();
		//動態改變某個物件的行為, 北京鴨 不能飛 
		pekingDuck.setFlyBehavior(new NoFlyBehavior()); 
		System.out.println("北京鴨的實際飛翔能力");
	}

}

策略模式在JDK - Arrays 應用的原始碼分析

說明:

1. 實作了 Comparator 介面(策略介面) , 匿名類 物件 new Comparator(){…}
2. 物件 new Comparator(){…} 就是實作了 策略介面 的物件
3. public int compare(Integer o1, Integer o2){} 指定具體的處理方式

策略模式的注意實作和細節

1）策略模式的關鍵是 ：分析專案中變化部分與不變部分
2）策略模式的核心思想是 ：多用組合/聚合，少用繼承；用行為類組合，而不是行為的繼承，更有彈性，
3）體現了“開閉原則”，客戶端增加行為不用修改原有代碼，只要添加一種策略（或者行為）即可，避免了使用多重轉移陳述句（if…else if … else)；
4）提供了可以替換繼承關心的辦法 ：策略模式將演算法封裝在獨立的Strategy類中使得你可以獨立于其Context改變它，使它易于切換、易于理解、易于擴展，
5）需要注意的是 ：每添加一個策略就要增加一個類，當策略過多是會導致類數目龐大，

標籤：設計模式

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