【大话设计模式-24】策略模式（案例解析）

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.atguigu.strategy;
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~~~");
	}
}

北京鸭

package com.atguigu.strategy;
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");
	}
}

玩具鸭

package com.atguigu.strategy;
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~~~");
	}
}

野鸭

package com.atguigu.strategy;
public class WildDuck extends Duck {
	@Override
	public void display() {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println(" 这是野鸭 ");
	}
}

package com.atguigu.strategy;
public class Client {
	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
		//测试
	}
}

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

package com.atguigu.strategy.improve;
public interface QuackBehavior {
void quack();//子类实现
}

package com.atguigu.strategy.improve;
public class BadFlyBehavior implements FlyBehavior {
	@Override
	public void fly() {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println(" 飞翔技术一般 ");
	}
}

package com.atguigu.strategy.improve;
public class GoodFlyBehavior implements FlyBehavior {
	@Override
	public void fly() {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println(" 飞翔技术高超 ~~~");
	}
}

package com.atguigu.strategy.improve;
public class NoFlyBehavior implements FlyBehavior{
	@Override
	public void fly() {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println(" 不会飞翔 ");
	}
}

package com.atguigu.strategy.improve;
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;
	}
}

package com.atguigu.strategy.improve;
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~~~");
	}
}

package com.atguigu.strategy.improve;
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~~");
	}
}

package com.atguigu.strategy.improve;
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 ");
	}
}

package com.atguigu.strategy.improve;
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();
	}
}

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. 代码分析+Debug 源码+模式角色分析

package com.atguigu.jdk;
import java.util.Arrays;
import java.util.Comparator;
public class Strategy {
public static void main(String[] args) {
	// TODO Auto-generated method stub
	//数组
	Integer[] data = { 9, 1, 2, 8, 4, 3 };
	// 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
	Comparator<Integer> comparator = new Comparator<Integer>() {
		public int compare(Integer o1, Integer o2) {
			if (o1 > o2) {
				return -1;
			} else {
				return 1;
			}
		};
	};
	// 说明
	/*
	* public static <T> void sort(T[] a, Comparator<? super T> c) {
	if (c == null) {
	sort(a); //默认方法
	} else {
	if (LegacyMergeSort.userRequested)
	legacyMergeSort(a, c); //使用策略对象 c
	else
	// 使用策略对象 c
	TimSort.sort(a, 0, a.length, c, null, 0, 0);
	}
	}
	*/
	//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));
	}
}

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