设计模式（二十三）——策略模式（Arrays源码分析）

1 编写鸭子项目，具体要求如下:

1) 有各种鸭子(比如 野鸭、北京鸭、水鸭等， 鸭子有各种行为，比如 叫、飞行等)

2) 显示鸭子的信息

2 传统方案解决鸭子问题的分析和代码实现

1) 传统的设计方案(类图)

 2)代码实现

package com.lin.strategy;

public abstract class Duck {

    public abstract void display();
    
    public void quack() {
        System.out.println("鸭子嘎嘎嘎嘎");
    }
    
    public void swimming() {
        System.out.println("鸭子会游泳");
    }
    
    public void fly() {
        System.out.println("鸭子会飞");
    }
}

package com.lin.strategy;

public class PekingDuck extends Duck {

    @Override
    public void display() {
        System.out.println("这是北京鸭");

    }
    
    // 北京鸭不好飞翔
    @Override
    public void fly() {
        System.out.println("北京鸭不会飞翔");
    }

}

package com.lin.strategy;

public class ToyDuck extends Duck {

    @Override
    public void display() {
        System.out.println("玩具鸭");

    }
    
    // 要重写所有父类的方法
    public void quack() {
        System.out.println("鸭子不会嘎嘎嘎嘎");
    }
    
    public void swimming() {
        System.out.println("鸭子不会游泳");
    }
    
    public void fly() {
        System.out.println("鸭子不会飞");
    }

}

package com.lin.strategy;

public class WildDuck extends Duck{

    @Override
    public void display() {
        System.out.println("这是野鸭！");        
    }

}

3 传统的方式实现的问题分析和解决方案

1) 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

2) 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

3) 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

4) 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 => 解决思路 –》 策略模式 (strategy pattern)

4 策略模式基本介绍

1) 策略模式（Strategy Pattern）中，定义算法族（策略组），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

2) 这算法体现了几个设计原则，第一、把变化的代码从不变的代码中分离出来；第二、针对接口编程而不是具体类（定义了策略接口）；第三、多用组合/聚合，少用继承（客户通过组合方式使用策略）。

5 策略模式的原理类图

 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

6 策略模式解决鸭子问题

1) 应用实例要求

编写程序完成前面的鸭子项目，要求使用策略模式

2) 思路分析(类图)

策略模式：分别封装行为接口，实现算法族，超类里放行为接口对象，在子类里具体设定行为对象。原则就是： 分离变化部分，封装接口，基于接口编程各种功能。此模式让行为的变化独立于算法的使用者

 3)代码实现

package com.lin.strategy.plus;

public abstract class Duck {

    // 策略接口
    public FlyBehavior flyBehavior;
    
    public abstract void display();
    
    public void quack() {
        System.out.println("鸭子嘎嘎嘎嘎");
    }
    
    public void swimming() {
        System.out.println("鸭子会游泳");
    }
    
    public void fly() {
        if(flyBehavior != null) {
            flyBehavior.fly();
        }
    }
    
    // 动态改变某个对象的行为
    public void setFly(FlyBehavior flyBehavior) {
        this.flyBehavior = flyBehavior;
    }
}

package com.lin.strategy.plus;

public class WildDuck extends Duck{

    public WildDuck() {
        super.flyBehavior = new GoodFly();
    }
    
    @Override
    public void display() {
        System.out.println("这是野鸭！");        
    }

}

package com.lin.strategy.plus;

public class ToyDuck extends Duck {

    public ToyDuck() {
        flyBehavior = new NotFly();
    }
    
    @Override
    public void display() {
        System.out.println("玩具鸭");

    }
    
    // 要重写所有父类的方法
    public void quack() {
        System.out.println("鸭子不会嘎嘎嘎嘎");
    }
    
    public void swimming() {
        System.out.println("鸭子不会游泳");
    }
    
    

}

package com.lin.strategy.plus;

public class PekingDuck extends Duck {

    public PekingDuck() {
        flyBehavior = new NotFly();
    }
    
    @Override
    public void display() {
        System.out.println("北京鸭！");

    }
    
    
    

}

package com.lin.strategy.plus;

public class GoodFly implements FlyBehavior{

    @Override
    public void fly() {
        System.out.println("飞翔技术十分好");
    }

}

class NotFly implements FlyBehavior{

    @Override
    public void fly() {
        System.out.println("不会飞翔");
    }

}

class BadFly implements FlyBehavior{

    @Override
    public void fly() {
        System.out.println("飞翔技术很差");
    }

}

package com.lin.strategy.plus;

public interface FlyBehavior {

    void fly();
}

package com.lin.strategy.plus;

public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        
        PekingDuck pekingDuck = new PekingDuck();
        pekingDuck.fly();
        
        // 动态改变某个对象的行为
        pekingDuck.setFly(new GoodFly());
        pekingDuck.fly();
    }
    
}

7 策略模式在 JDK-Arrays 应用的源码分析

1) JDK 的 Arrays 的 Comparator 就使用了策略模式

2)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

3)代码分析+模式角色分析

package com.lin.strategy.plus;

import java.util.Arrays;
import java.util.Comparator;

public class StrategyTest {

    public static void main(String[] args) {
        
        // 实现降序排序，返回-1 放左边，1 放右边，0 保持不变
        // 说 明
        // 1.  实现了 Comparator 接口（策略接口） , 匿名类 对象 new Comparator<Integer>(){..}
        // 2.  对象 new Comparator<Integer>(){..}  就是实现了 策略接口 的对象
        // 3. public int compare(Integer o1, Integer o2){} 指定具体的处理方式
        Integer[] data = {3,4,6,78,1,0,-91};
        Comparator<Integer> comparator = new Comparator<Integer>() {

            @Override
            public int compare(Integer o1, Integer o2) {
                if(o1<o2) {                // 降序，升序
                    return 1;
                } else {
                    return -1;
                }
            }
        };
        
        // 方式一
        Arrays.sort(data, comparator);
        System.out.println(Arrays.toString(data));
        
        // 方式二
        Integer[] data1 = {3,4,6,78,1,0,-91};
        Arrays.sort(data1, (var1, var2) -> { 
            if(var1.compareTo(var2) > 0) {
                return 1;
            } else {
                return -1;
            }
        });
        
        System.out.println(Arrays.toString(data1));
    }
}

8 策略模式的注意事项和细节

1) 策略模式的关键是：分析项目中变化部分与不变部分

2) 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

3) 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）

4) 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

5) 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,至于需要使用到哪个策略，我们可以在构造器中指定

仅供参考，有错误还请指出！

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祝大家牛年大吉大利，牛气冲天！