项目背景
由于学校现在推行信息化管理,响应党的号召,于是我校体育部要求建立系统来管理日常的工作,于是交给了校内的一个创业团队,项目经理小王同学就开始分析、调研系统的模型。经过一段时间的规划,他构建出了两个个对象,一个是篮球队,一个是足球队。为了保证代码的复用性,它抽象出了队伍这个父类,其中包含两个事件,一个训练,一个比赛。
代码实现
/**
* 抽象父类
* @project Test
* @date 2018年4月24日 上午11:19:52
* @author Huaxu-Charles
*/
public abstract class Team {
/**
* 训练
*/
public void train() {
System.out.println("队伍训练中。。。。");
}
/**
* 比赛
*/
public void game() {
System.out.println("队伍比赛中。。。。");
}
public abstract void display();
}
public class FootballTeam extends Team{
@Override
public void display() {
System.out.println("======足球队======");
}
}
public class BasketballTeam extends Team{
@Override
public void display() {
System.out.println("======篮球队======");
}
}
//测试方法
public static void main(String[] args) {
BasketballTeam baskTeam = new BasketballTeam();
FootballTeam footTeam= new FootballTeam();
baskTeam.display();
baskTeam.game();
baskTeam.train();
footTeam.display();
footTeam.game();
footTeam.train();
}
}
#运行结果 ======篮球队====== 队伍比赛中。。。。 队伍训练中。。。。 ======足球队====== 队伍比赛中。。。。 队伍训练中。。。。
经过努力之后小王同学的设计完成了老师的需求。子类篮球和足球如果不满意父类定义的“训练”还可以重写父类的方法,这里就不进行演示了,调用方法是一样的。
新需求
过了一段时间之后,老师发现足球队的训练强度不够,于是在训练之后添加了晚课的教学,这个时候小王同学开始思考系统功能的添加。然后他采用的OO(面向对象设计)思维的继承方式的解决方法是
oo原则解决新需求
public abstract class Team { ........ /** * 晚课 */ public void evensong() { System.out.println("队伍晚课中。。。。"); } public abstract void display(); }
但是问题来了,不是所有的队伍都需要上晚课的,这里上晚课的只有足球队,如果在父类添加这事不科学的。这里就引申出了继承的问题:对类的局部改动,尤其超类的局部改动,会影响其他部分。影响会有溢出效应
oo原则解决新需求的不足
public class FootballTeam extends Team{ @Override public void display() { System.out.println("======足球队======"); } /** * 晚课 */ public void evensong() { System.out.println("队伍晚课中。。。。"); } }
这里子类添加父类不存在功能,也就是要求的晚课,但是如果这样的话,需要添加晚课的如果是5支队伍,那么你就需要在这个5个队伍的类中都去写这五个一样的方法,代码重用率低。而且这个时候如果在添加一个新的需求:队伍添加了一个教师助训队,帮助校队日常训练,但是不参与比赛?思考一下这个时候又怎么去做那?超类挖的一个坑,每个子类都要来填,增加工作量,复杂度O(N^2)。不是好的设计方式
用策略模式来新需求解决
需要新的设计方法,应对项目的扩展性,降低复杂度:分析项目中变化与不变化部分,提取变化部分,抽象成接口+实现;分析哪些功能是根据新需求变化的?
项目重构
/** * 比赛族接口 */ public interface Game { public void game(); } public class CommonGame implements Game{ @Override public void game() { System.out.println("队伍比赛中。。。。"); } } public class ProvinceGame implements Game{ @Override public void game() { System.out.println("队伍正在省赛中。。。。"); } } /** * 训练族接口 */ public interface Train { public void train(); } public class CommonTrain implements Train{ @Override public void train() { System.out.println("队伍训练中。。。。"); } } public class MorningTrain implements Train{ @Override public void train() { System.out.println("队伍正在早训中"); } } public class TeacherTrain implements Train{ @Override public void train() { System.out.println("教师正在助训中。。。"); } } /** * 理论课族接口 */ public interface SClass { public void classing(); } public class EveningClass implements SClass{ @Override public void classing() { System.out.println("队伍正在晚课。。。。"); } } /** * 校队抽象父类 */ public abstract class Team { Game game; Train train; SClass sclass; /** * 训练 */ public void train() { train.train(); } /** * 比赛 */ public void game() { game.game(); } /** * 上课 */ public void eveningClass() { sclass.classing(); } public void setGame(Game game) { this.game = game; } public void setTrain(Train train) { this.train = train; } public abstract void display(); } /** * 篮球队 */ public class BasketballTeam extends Team{ public BasketballTeam() { game = new CommonGame(); train = new CommonTrain(); } @Override public void display() { System.out.println("======篮球队======"); } } /** * 足球队 */ public class FootballTeam extends Team{ public FootballTeam() { game = new CommonGame(); train = new MorningTrain(); sclass = new EveningClass(); } @Override public void display() { System.out.println("======足球队======"); } } /** * 教师助训队 */ public class TeacherTeam extends Team{ public TeacherTeam() { train = new TeacherTrain(); } @Override public void display() { System.out.println("======教师助训队======"); } }经过这样的定义,每个校队在进行初始化构建的时候只需要new出对应需要选择的族的实现类即可。而且这里还添加了set方法程序还可以在后期就行重新添加。
public static void main(String[] args) { Team baskTeam = new BasketballTeam(); Team footTeam = new FootballTeam(); Team teacherTeam = new TeacherTeam(); baskTeam.display(); baskTeam.game(); baskTeam.train(); footTeam.display(); footTeam.game(); footTeam.train(); footTeam.eveningClass(); teacherTeam.display(); teacherTeam.train(); // 改变篮球为省赛 baskTeam.display(); baskTeam.setGame(new ProvinceGame()); baskTeam.game(); }
// 运行结果 ======篮球队====== 队伍比赛中。。。。 队伍训练中。。。。 ======足球队====== 队伍比赛中。。。。 队伍正在早训中 队伍正在晚课。。。。 ======教师助训队====== 教师正在助训中。。。 ======篮球队====== 队伍正在省赛中。。。。
最后就引出了策略模式的概念: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 算法的变化独立于算法的使用者。
策略模式结构
封装类 | 也叫上下文,对策略进行二次封装,目的是避免高层模块对策略的直接调用。 |
抽象策略 | 通常情况下为一个接口,当各个实现类中存在着重复的逻辑时,则使用抽象类来封装这部分公共的代码,此时,策略模式看上去更像是模版方法模式。 |
具体策略 |
具体策略角色通常由一组封装了算法的类来担任,这些类之间可以根据需要自由替换。
|
策略模式优缺点
优点:
- 策略类之间可以自由切换,由于策略类实现自同一个抽象,所以他们之间可以自由切换。
- 易于扩展,增加一个新的策略对策略模式来说非常容易,基本上可以在不改变原有代码的基础上进行扩展。
- 避免使用多重条件,如果不使用策略模式,对于所有的算法,必须使用条件语句进行连接,通过条件判断来决定使用哪一种算法,使用多重条件判断是非常不容易维护的。
缺点:
- 维护各个策略类会给开发带来额外开销,可能大家在这方面都有经验:一般来说,策略类的数量超过5个,就比较令人头疼了。
- 必须对客户端(调用者)暴露所有的策略类,因为使用哪种策略是由客户端来决定的,因此,客户端应该知道有什么策略,并且了解各种策略之间的区别,否则,后果很严重。例如,有一个排序算法的策略模式,提供了快速排序、冒泡排序、选择排序这三种算法,客户端在使用这些算法之前,是不是先要明白这三种算法的适用情况?再比如,客户端要使用一个容器,有链表实现的,也有数组实现的,客户端是不是也要明白链表和数组有什么区别?就这一点来说是有悖于迪米特法则(后期介绍)的。
使用场景
策略模式它实质上就是面向对象中的继承和多态,至少在以下两种情况下,大家可以考虑使用策略模式,
- 几个类的主要逻辑相同,只在部分逻辑的算法和行为上稍有区别的情况。
- 有几种相似的行为,或者说算法,客户端需要动态地决定使用哪一种,那么可以使用策略模式,将这些算法封装起来供客户端调用。
策略模式是一种简单常用的模式,在进行开发的时候,会经常有意无意地使用它,一般来说,策略模式不会单独使用,跟模版方法模式、工厂模式等混合使用的情况比较多。