策略模式(strategy pattern)

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废话不多说，直接步入正题：相信大家都吃过【武汉周黑鸭】，没吃过也不要紧，关注小编，私聊我带你去吃，哈哈。好了咱们还是说正事，说到了周黑鸭，那我们就来说一说鸭子。鸭子的种类有很多：家养鸭、野鸭、还有水鸭、建昌鸭、高邮鸭、北京鸭、绍兴鸭、狄高鸭等品种、还有玩具鸭。哈哈

假设现在有这样的一个需求：

把各种各样的鸭子、以及它们的行为进行管理并且显示它们的信息

解决方式有两种：

一：传统解决方案

设计方案图:

简要说明:

Duck作为一个父类，可以做成抽象类，不同类型的鸭子去继承，将相同的行为抽象出来。不同的行为进行一个重写

UML类图

代码实现:

Duck(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(继承Duck)

public class WildDuck extends Duck {

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

}

PekingDuck(继承Duck)

public class PekingDuck extends Duck {

	@Override
	public void display() {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println("~~北京鸭~~~");
	}
	
	//因为北京鸭不能飞翔，因此需要重写fly
	@Override
	public void fly() {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println("北京鸭不能飞翔");
	}

}

ToyDuck(继承Duck)

public class ToyDuck extends Duck{

	@Override
	public void display() {
		// TODO Auto-generated method stub
		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

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1 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1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

策略模式(strategy pattern)

基本概念

策略模式（Strategy Pattern）中，定义算法族，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
这算法体现了几个设计原则，

把变化的代码从不变的代码中分离出来；
针对接口编程而不是具体类（定义了策略接口）；
多用组合/聚合，少用继承（客户通过组合方式使用策略）

类图

说明

从上图可以看到，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

接下来我们是用策略模式对上述需求进行改进：针对不同的行为抽象出一个类。

如图：

代码实现:

FlyBehavior(抽象类或接口)

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

GoodFlyBehavio(实现FlyBehavior)

public class GoodFlyBehavior implements FlyBehavior {

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

}

BadFlyBehavio(实现FlyBehavior)

public class BadFlyBehavior implements FlyBehavior {

	@Override
	public void fly() {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println(" 飞翔技术一般 ");
	}

}

NoFlyBehavior(实现FlyBehavior)

public class NoFlyBehavior implements FlyBehavior{

	@Override
	public void fly() {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println(" 不会飞翔  ");
	}

}

到这里关于FlyBehavior的策略就定好了

Duck(抽象类改动不大)

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() {
		System.out.println("鸭子嘎嘎叫~~");
	}
	
	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FlyBehavor 的对象
	public  WildDuck() {
		// TODO Auto-generated constructor stub
		flyBehavior = new GoodFlyBehavior();
	}
	
	
	@Override
	public void display() {
		// TODO Auto-generated method stub
		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() {
		// TODO Auto-generated constructor stub
		flyBehavior = new BadFlyBehavior();
		
	}
	
	@Override
	public void display() {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println("~~北京鸭~~~");
	}

}

ToyDuck

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~~");
	}
	
}

Client

public class Client {

	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
		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();
	}

}

小结：

相信大家体会到了策略模式的优越性了吧，它不仅灵活，而且解耦，不再是继承的关系

策略模式在JDK中的Arrays 的应用

代码分析

大家先看这样一个代码

public static void main(String[] args) {
        Integer[] data = { 9, 1, 2, 8, 4, 3 };
        Comparator<Integer> comparator = new Comparator<Integer>() {
            public int compare(Integer o1, Integer o2) {
                if (o1 > o2) {
                    return -1;
                } else {
                    return 1;
                }
            };
        };
        //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));

    }

说明：

实现了 Comparator 接口（策略接口）匿名类对象 new Comparator(){..}

对象 new Comparator(){..} 就是实现了策略接口的对象
public int compare(Integer o1, Integer o2){} 指定具体的处理方式

– 接下来我们分析一下方式一的这个Arrays.sort(data, comparator);的sort方法

接收的参数1:要排序的数组
接收的参数2:策略对象

我们来看一下sort的源码

方式2使用的是Lambda表达式直接指定了策略模式

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。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，避免了使用多重转移语句（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，当策略过多是会导致类数目庞大