Android | java安卓上位机开发 策略模式实现多连接方式的扩展

在进行安卓上位机项目开发时，最初的通讯方式只有一种——低功耗蓝牙，后续由于项目需求，新增了wifi通讯模式，在新增通讯模式后，需要对原有代码进行重构，以实现新增功能，并且需要考虑到增加其他通讯方式的扩展性，于是尝试了两种方式：

两种方案均通过工厂模式创建对象，核心差异在于 “通讯逻辑与设备属性的绑定方式”：

• 多态（继承抽象类）：将设备属性（名称、地址等）和通讯方法（连接、发送等）封装在抽象类中，具体通讯方式（蓝牙、TCP）通过继承抽象类实现。
  
  例：AbstractDevice 定义设备通用属性和抽象通讯方法，BleDevice、TcpDevice 分别实现蓝牙和 TCP 的具体逻辑。
• 策略模式：将通讯逻辑抽离为独立策略接口，设备属性与通讯策略通过 “组合” 关联。
  
  例：ConnectionStrategy 接口定义通讯标准，BleStrategy、TcpStrategy 实现具体通讯逻辑；Device 类持有设备属性，并通过注入不同策略实现通讯方式切换。

方法一——多态：

第一种，也就是最先采用并实现的一种方法，构造一个抽象父类，声明必要的方法，不同连接方式通过继承抽象对象，进行独立的实现，来实现各自的连接方法。

例：

package StrategyPattern.poly;

/**
 * 顶层抽象类
 */
public abstract class AbstractDevice {

    private String deviceName;
    private String address;
    private String deviceType;

    public String getDeviceName() {
        return deviceName;
    }

    public void setDeviceName(String deviceName) {
        this.deviceName = deviceName;
    }

    public String getAddress() {
        return address;
    }

    public void setAddress(String address) {
        this.address = address;
    }

    public String getDeviceType() {
        return deviceType;
    }

    public void setDeviceType(String deviceType) {
        this.deviceType = deviceType;
    }

    /**
     * 设备连接方法
     * @return
     */
    public abstract boolean connect();

    /**
     * 设备断开方法
     * @return
     */
    public abstract boolean disconnect();

    /**
     * 发送数据
     * @param data 数据
     * @return
     */
    public abstract boolean write(byte[] data);

    /**
     * 接收数据（在具体的子类中实现，在具体实现中，将接收到的数据进行转发或其他操作）
     * @param data 接收到的数据
     * @return
     */
    public abstract boolean recv(byte[] data);

}
package StrategyPattern.poly;

public class BleDevice extends AbstractDevice{
    @Override
    public boolean connect() {
        return false;
    }

    @Override
    public boolean disconnect() {
        return false;
    }

    @Override
    public boolean write(byte[] data) {
        return false;
    }

    @Override
    public boolean recv(byte[] data) {
        return false;
    }
}
package StrategyPattern.poly;

public class TcpDevice extends AbstractDevice{
    @Override
    public boolean connect() {
        return false;
    }

    @Override
    public boolean disconnect() {
        return false;
    }

    @Override
    public boolean write(byte[] data) {
        return false;
    }

    @Override
    public boolean recv(byte[] data) {
        return false;
    }
}

方法二——策略模式：

策略模式则是将连接方式抽离为单独的策略接口，使用接口来进行操作。在构造对象时，通过不同的接口实现，来进行不同方式的设备连接。

package StrategyPattern.strategy;

public interface ConnectionStrategy {
    public interface ConnectionCallback{
        void onConnected();

        void onError(Exception e);

        void onDisconnected();

        void onDataReceived(byte[] data);
    }
    /**
     * 建立连接
     * @param callback 连接回调
     * @return 连接是否成功启动
     */
    boolean connect(ConnectionCallback callback);

    /**
     * 断开连接
     * @return 断开是否成功
     */
    boolean disconnect();

    /**
     * 发送数据
     * @param data 要发送的数据
     * @return 发送是否成功
     */
    boolean writeData(byte[] data);

    /**
     * 获取连接状态
     * @return 是否已连接
     */
    boolean isConnected();

    /**
     * 释放资源
     */
    void release();
}
package StrategyPattern.strategy;

public class BleStrategy implements ConnectionStrategy{

    private ConnectionCallback callback;
    @Override
    public boolean connect(ConnectionCallback callback) {
        return false;
    }

    @Override
    public boolean disconnect() {
        return false;
    }

    @Override
    public boolean writeData(byte[] data) {
        return false;
    }

    @Override
    public boolean isConnected() {
        return false;
    }

    @Override
    public void release() {

    }
}
package StrategyPattern.strategy;

public class TcpStrategy implements ConnectionStrategy{
    private ConnectionCallback callback;
    @Override
    public boolean connect(ConnectionCallback callback) {
        return false;
    }

    @Override
    public boolean disconnect() {

        return false;
    }

    @Override
    public boolean writeData(byte[] data) {
        return false;
    }

    @Override
    public boolean isConnected() {
        return false;
    }

    @Override
    public void release() {

    }
}
package StrategyPattern.strategy;

public class Device {
    private String deviceName;
    private String address;
    private String deviceType;

    public String getDeviceName() {
        return deviceName;
    }

    public void setDeviceName(String deviceName) {
        this.deviceName = deviceName;
    }

    public String getAddress() {
        return address;
    }

    public void setAddress(String address) {
        this.address = address;
    }

    public String getDeviceType() {
        return deviceType;
    }

    public void setDeviceType(String deviceType) {
        this.deviceType = deviceType;
    }

    private ConnectionStrategy strategy;

    public Device(ConnectionStrategy strategy){
        this.strategy = strategy;
    }

    public boolean connect(){
        return this.strategy.connect(new ConnectionStrategy.ConnectionCallback() {
            @Override
            public void onConnected() {
                // 连接成功回调
            }

            @Override
            public void onError(Exception e) {
                // 错误提示
            }

            @Override
            public void onDisconnected() {
                // 连接断开回调
            }

            @Override
            public void onDataReceived(byte[] data) {
                // 接受到数据

            }
        });
    }

    public  boolean disconnect(){
        // 具体实现

        return true;
    }

    public boolean isConnected(){
        // 具体实现

        return true;
    }

}

总结（让ai总结的）

多态方法（继承抽象类）的优缺点

优点

1. 实现简单直接
   
   通过继承抽象类，每个具体设备（如 BleDevice、TcpDevice）直接实现所需方法，符合面向对象的基本设计原则。
2. 代码结构清晰
   
   功能和状态集中在一个类中，便于理解和维护。例如，设备的连接状态、生命周期管理都封装在子类中。
3. 强类型关联
   
   设备类型与通信方式紧密绑定，适用于设备与通信方式一一对应的场景。例如，BleDevice 只能通过蓝牙通信。

缺点

1. 扩展性受限
   
   新增通信方式需要创建新的子类，导致子类数量膨胀。例如，若后续增加 USB、NFC 等通信方式，类的数量会急剧增加。
2. 代码复用困难
   
   若不同通信方式有共同逻辑（如数据解析、错误处理），难以在子类间复用，可能导致代码冗余。
3. 依赖关系复杂
   
   高层模块直接依赖具体子类，违反依赖倒置原则。例如，若需要切换通信方式，可能需要修改多处代码。
4. 回调逻辑处理不便
   
   若通信过程需要异步回调（如连接状态通知），需要在抽象类中预先定义接口或方法，增加设计复杂度。

策略模式的优缺点

优点

1. 高扩展性
   
   新增通信方式只需实现ConnectionStrategy接口，无需修改现有代码，符合开闭原则。例如，增加 WiFi 通信只需创建WiFiStrategy类。
2. 代码复用性好
   
   可在策略类间共享通用逻辑（如数据缓存、异常处理），通过组合而非继承实现功能复用。
3. 松耦合设计
   
   Device类与具体通信实现解耦，便于切换和扩展通信方式。例如，同一设备可在运行时动态切换蓝牙、TCP 等通信策略。
4. 便于单元测试
   
   策略类可独立测试，无需依赖具体设备实现，提高测试覆盖率。

缺点

1. 类数量增加
   
   每个通信方式需要独立的策略类，可能导致类数量增多，但结构更清晰。
2. 状态管理复杂
   
   若通信状态需要在多个策略间共享，需额外设计状态管理机制，增加复杂度。
3. 初始设计复杂度高
   
   需要设计抽象策略接口、回调机制等，初期投入成本较高。