java设计模式之策略模式及项目中的应用

甲蛙全栈

发布于 2020-11-24 10:38:54

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发布于 2020-11-24 10:38:54

文章被收录于专栏：Java全栈

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设计模拟人生游戏

今天开始，我们LazyCoder准备着手开发一款模拟人生游戏，首先从设计人物开始，我们设想我们设计的人物可以讲话，吃东西，睡觉，他们的样子也都不一样。我们想到了继承，于是有了第一个类Person，之后我们再设计各种各样的人，家族里有很多人，有Father,Mother,Brother……他们的样子长得不一样，于是我们为每个人物设计一个类，他们都继承Person，并实现各自的display方法，display就交给美工们来做吧

。不会美工的童鞋举手，我第一个举手。

下面是我们第一个版本的代码：

package com.lazycode.v1;

public abstract class Person {

	public void sleep(){
		System.out.println("Person sleep");
	}
	
	public void eat(){
		System.out.println("Person eat");
	}
	
	public void speak(){
		System.out.println("Person speak");
	}
	
	public abstract void display();
}

package com.lazycode.v1;

public class Father extends Person {

	@Override
	public void display() {
		System.out.println("Father display");
	}

}

package com.lazycode.v1;

public class Mother extends Person {

	@Override
	public void display() {
		System.out.println("Mother display");
	}

}

package com.lazycode.v1;

public class Brother extends Person {

	@Override
	public void display() {
		System.out.println("Brother display");
	}

}

大家每天吃饱了睡，睡醒了吃，聊聊天，愉快的一天就过去了……

问题来了

随着模拟人生业务的发展，我们开始进军海外，于是，设计了个远房亲戚，来自美国的Sister，而我们现有的Person类，只支持讲中文。额—— 在Sister里覆盖下speak方法吧，让她讲英语。从此我们将暗无天日！随着人物的增多，我们每天都重复着为每个人加入讲英语的方法，而且是同一段代码，我要疯了，这可不是懒程序员的风格！而且每新建个人物时，我都得想一下，他应该讲中文还是讲英文呢，这我真的要疯了！！看来得改进我们的Person类了。

怎么办怎么办……

Person里加个国籍，在speak方法里加判断，根据国据，判断讲的语言？ 疯了吧你！万一出现一个牛人，会八种语言怎么办？全世界上千种语言，你打算每加入一种新的语言就改下Person类吗，每改动一次Person类，对原有的代码就增加出风险的机率。再想想~~~

春天来了

我们发现所有中国人都讲汉语，所有美国人都讲英语，之后还会出现讲法语、德语的，我们可以每种语言都提炼成一个类，将speak提出成接口LanSpeak。一组语言类就这么出来了。

package com.lazycode.v2;

public interface LanSpeak {

	public void speak();
}

package com.lazycode.v2;

public class ChiSpeak implements LanSpeak {

	@Override
	public void speak() {
		System.out.println("Speak Chinese");
	}

}

package com.lazycode.v2;

public class EngSpeak implements LanSpeak {

	@Override
	public void speak() {
		System.out.println("Speak English");
	}

}

那么如何将Person类和LanSpeak接口联系起来呢？

我们再思考，Father见到Sister后，Sister不会讲中文，我们得让Father讲英文，也就是说Father在不同的场景中，能够中英文切换，试着将LanSpeak变成Person类里的一个属性（你一定听过面向接口编程，对的，我们在Person类里用到的时LanSpeak接口，而不是具体的ChiSpeak,EngSpeak。），在运行过程中，设置LanSpeak为不同的LanSpeak实现类，不就可以讲不同的语言吗。看下我们重新设计出来的Person类：

package com.lazycode.v2;

public abstract class Person {
	
	public LanSpeak lanSpeak;

	public void sleep(){
		System.out.println("Person sleep");
	}
	
	public void eat(){
		System.out.println("Person eat");
	}
	
	public void speak(){
		//输出具体讲话的人
		System.out.println(this.getClass().getName() + ":");
		lanSpeak.speak();
	}
	
	public abstract void display();

	public LanSpeak getLanSpeak() {
		return lanSpeak;
	}

	public void setLanSpeak(LanSpeak lanSpeak) {
		this.lanSpeak = lanSpeak;
	}
}

我们加入了个lanSpeak属性，set,get，在speak中，不在是直接输出讲话信息了，而是委托给了lanSpeak，要讲什么语言由他来决定。

再来看具体的人物，他们在被创建的时候，我们就默认给他设置一种语言，Father讲中文，USASister讲英文，所以在构造方法里需传入LanSpeak实现类。

package com.lazycode.v2;

public class Father extends Person {

	public Father(LanSpeak lanSpeak){
		this.lanSpeak = lanSpeak;
	}
	
	@Override
	public void display() {
		System.out.println("Father display");
	}

}

package com.lazycode.v2;

public class USASister extends Person {

	public USASister(LanSpeak lanSpeak) {
		this.lanSpeak = lanSpeak;
	}

	@Override
	public void display() {
		System.out.println("USASister display");
	}

}

好了，代码改造得差不多了，来看看怎么让Father和Mother讲中文，然后和USASister讲英文

package com.lazycode.v2;

public class Main {

	public static void main(String[] args) {
		//初始化语言
		ChiSpeak chiSpeak = new ChiSpeak();
		EngSpeak engSpeak = new EngSpeak();
		//初始化人物
		Father father = new Father(chiSpeak);
		Mother mother = new Mother(chiSpeak);
		USASister usaSister = new USASister(engSpeak);
		//father和mother交谈
		father.speak();
		mother.speak();
		//来自美国的妹妹插话了
		usaSister.speak();
		//让father讲英文
		father.setLanSpeak(engSpeak);
		father.speak();
	}

}

输出：

com.lazycode.v2.Father: Speak Chinese com.lazycode.v2.Mother: Speak Chinese com.lazycode.v2.USASister: Speak English com.lazycode.v2.Father: Speak English

策略模式就这么出来了，下面来看些理论上的东西吧。

概念

策略模式（Strategy）：它定义了一系列的算法，并将每一个算法封装起来，而且使它们还可以相互替换。策略模式让算法的变化不会影响到使用算法的客户。（原文：The Strategy Pattern defines a family of algorithms,encapsulates each one,and makes them interchangeable. Strategy lets the algorithm vary independently from clients that use it.）

LanSpeak就是我们抽象出来的一组算法的接口，这组算法（ChiSpeak, EngSpeak）在程序运行的时候可以互相替换。

优点：很明显，扩展性很好；还有另一个隐性优点，这组语言类，脱离了Person，可以在其它地方用，比如广播。

缺点：很明显，扩展多了类就要爆棚了，而且客户端需要知道所有的算法，需要知道目前共实现了几种语言类。不过想比扩展性优点来说，这些还是可以容忍的。

策略模式一般会有三个角色：抽象策略角色（LanSpeak），具体策略角色（ChiSpeak），上下文（Person）

补充

回头再看看我们的代码，其实我们的Father类可以用v1包里的代码，不用做修改，因为我们的Person类里已经提供了SetLanSpeak方法了，每个人物都可以动态设置语言，而不用初始化就设置语言。我个人还是觉得这种写法会好点，我们现在只遇到了speak一组算法，以后可能会遇到move族算法，人物可以移动，但是每个人移动的方法不一样，有的是跑的，有的是走的，有的坐轮椅，有的骑自行车……还会有各种各样的算法族，难道每加一种算法族，所有的类的构造函数都改一遍？你这是要疯吧！！

项目实践

策略模式可以说是在项目中应用最多的模式之一，举一个最常见的例子，现在随便找个java项目，看看分层结构，是不是都会有一层service，一层dao，service里调用dao从而访问数据库。想一下，是不是有策略模式的影子了。

假设我们的项目有一个dao接口，叫CommonDao，有最基本的增删改查方法。我们再实现两个dao，分别是HibernateDaoImpl,JdbcDaoImpl，从名字就知道有什么区别吧。假如我们有一个PersonService，里面有个commonDao接口，我们通过Spring将HibernateDaoImpl注入到PersonService中。注意这个注入的过程，其实就是策略模式的体现，我们使用hibernateDaoImpl注入到PersonService，其实就是告诉service，我要使用hibernate来访问数据库这种策略。我们可以通过Spring的注入配置，来实现不同的策略。

假设哪天出现了个新的持久化框架，比如叫Lazycoder，那我们就可以实现LazycoderDaoImpl，然后将它通过Spring配置注入到PersonService中。

就做了两件事，增加一个策略，将这个策略代替旧的策略。So easy, 妈妈再也不用担心我的学习了。