简介(Introduction)

之前学习Java8实战时,遇到一个很好的策略模式示例。便想着借着这个示例结合反馈式的方法来,学习策略设计模式,也以便后面反复琢磨学习。

首先我们通过练习,逐步写出符合相应需求的代码,再根据需求进行改进、比较、重写,最终得出一种更灵活的最佳实现。

练习

    /** 该类为苹果 */
class Apple {
private Float weight;
private String color;
}
/** 该类为苹果过滤器 */
public class AppleFilter {
private Set<Apple> apples;
}
  • 需求一,添加方法使得可以筛选绿苹果
  • 需求二,能够选取各种颜色的苹果
  • 需求三,能够筛选各种颜色, 各种重量的苹果
  • 需求四,将筛选条件进行抽象,能筛选各种属性
  • 需求五,使用匿名类进行改进

策略模式(Strategy Pattern)

对于策略模式,我的理解是行为参数化。行为是指处理频繁变化需求的那段代码。每当需求变化时,就传递不同的行为作为参数进行处理。如此,便是将代码块进行封装,得到可进行应对变化的策略一般。

策略模式,它定义了算法家族。分别封装起来,让它们之间可以相互替换,此模式让算法的变换,不会影响到使用算法的客户端。——《设计模式:可复用面向对象软件的基础》

  • 解决什么矛盾:不同时间应用不同的业务规则;多重条件判断、硬编码所带来的复杂及难以维护
  • 如何用代码实现:每个策略,实现约定的接口及方法。
  • 优点:耦合性低(降低各种策略类与调用者的耦合)、扩展性强、代码简洁(策略封装了变化的条件、避免了多重判断)
  • 缺点:策略类膨胀、代码繁琐

UML

代码实现

package Demo.filter;

//
// 该类用于筛选苹果
// 代码质量要求:更加抽象通用, 更加简洁
// 以下七次的代码修改也相应反映代码的质量及水平
//
// Created by auhnayuil on 17-9-24.
//
public class FilterApple implements Filter<Apple> { //
// 第一次需求:选取绿色苹果
// 该方法纯粹为筛选出绿色苹果
// 筛选苹果的条件为常量, 很难适应客户或者调用者的需求变化
//
public Set<Apple> filterGreenApple(Set<Apple> apples){
Set<Apple> result = new HashSet<>();
for(Apple apple : apples){
if("green".equals(apple.getColor()))
result.add(apple);
}
return result;
} //
// 第二次需求变化:能够选取各种颜色的苹果
// 将颜色提取为方法的参数, 更灵活地适应筛选各种颜色的苹果
//
// 一个良好的原则是在编写某个需求多变的代码时, 尝试将其抽象化
///
public Set<Apple> filterAppleByColor(Set<Apple> apples, String color){
Set<Apple> result = new HashSet<>();
for(Apple apple : apples){
if(apple.getColor().equals(color))
result.add(apple);
}
return result;
} //
// 第三次需求变化:能够筛选各种颜色, 各种重量的苹果
// 需求变化的因素除了单一元素上变化, 还表现为多元素上变化
//
// 一旦多属性被要求组合查询, 进行更复杂的查询时
// 筛选条件及使用上将会变得非常笨拙及丑陋
///
public Set<Apple> filterApples(Set<Apple> apples, String color, Float weight){
Set<Apple> result = new HashSet<>();
for(Apple apple : apples){
if( apple.getColor().equals(color)
&& apple.getWeight() > weight)
result.add(apple);
}
return result;
} //
// 第四次尝试:将筛选条件进行抽象, 将行为参数化
// 更高层次的抽象为将选择条件进行建模, 即形成一种可进行选择的通用的策略
//
// 模型描述:根据对象的某些属性来返回一个布尔值
// 类似于"谓词"这样的语义
//
// 至于为何要在方法参数中抽象筛选条件为一个接口?
//
// 到这里, filterApples的行为仅取决于 Predicate对象所传递的代码, 也就是
// 所谓的 向一个参数传递了代码, 或者行为参数化了
//
// 值需要创建包裹着不同筛选条件的代码块 的Predicate对象就可以实现不同的行为了
///
public List<Apple> filterApples(List<Apple> apples, Predicate<Apple> predicate){
return (List<Apple>) collect(apples, predicate);
} //
// 第五尝试:匿名类
// 没有变量名, 允许你同时声明并实例化一个类
//
///
public Set<Apple> filterApplesByAnonymousClass(Set<Apple> apples){
return (Set<Apple>) collect(apples, new Predicate<Apple>() {
@Override
public boolean test(Apple target) {
return ("red".equals(target.getColor()) && target.getWeight() > 0.0F);
}
});
} //
// 第六次尝试:Lambda表达式 以及 抽象结果集
// 可以改写为以下形式:
// filterApplesByLambda(apples, (Apple apple) -> "red".equals(apple.getColor()));
//
// 那么如何用Lambda改写一个内部类?
//
public Set<Apple> filterApplesByLambda(Collection<Apple> apples, boolean is){
Set<Apple> result = new HashSet<>();
for(Apple apple : apples){
if(is)
result.add(apple);
}
return result;
}
}
package Demo.filter;

//
// 该方法为最基本的过滤器
// 用于抽象各个过滤器中的循环, 遍历, 收集等重复行为
// 采用接口的默认方法实现
//
// Created by auhnayuil on 17-9-24.
//
public interface Filter<T> { default Collection<T> collect(Collection<T> targets, Predicate<T> predicate) {
Class<? extends Collection> clazz = targets.getClass();
Collection result = null;
try {
//该部分代码块, 通过反射生成集合的实例对象. 得到一个空的结果集对象
result = clazz.newInstance();
} catch (InstantiationException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IllegalAccessException e) {
e.printStackTrace();
} for(T target : targets){
//循环遍历目标集合, 并且通过接口形成策略判断是否符合过滤器条件
//收集符合条件的结果
if(predicate.test(target))
result.add(target);
}
return result;
}
}
package Demo.predicate;

//
// 策略设计模式(Staregy)
// 定义了一系列的算法族, 并将其封装, 可以相互替换且在运行时选择所需要的合适的"策略"
// Created by auhnayuil on 17-9-24.
//
public class AppleRedAndWeightPrdicate implements Predicate<Apple> { @Override
public boolean test(Apple target) {
return ("red".equals(target.getColor())
&& target.getWeight() > 0.0F);
}
}

参考链接

[Java8实战] https://book.douban.com/subject/26772632/

[Baidu] https://baike.baidu.com/item/策略模式/646307?fr=aladdin

[菜鸟教程] http://www.runoob.com/design-pattern/strategy-pattern.html

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