Java 设计模式之策略模式

要想写出可维护、可复用、可扩展的应用程序，就必须掌握一些设计模式的思想.设计模式重在设计，是一种思想层面的东西，需要细细的去领悟。今天学习了一下设计模式的第一个模式——策略模式，现在把它整理出来。

策略模式：定义了算法族，分别封装起来，让他们之间可以互相转换，此模式让算法的变化独立于使用算法的用户。初次去看这么一个定义，估计很多人跟我一样，直接晕掉或者崩溃掉。完全不理解，没关系，我们由一个例子来逐步分析策略模式。

这是一个关于鸭子类的游戏，在这个程序中，会有各种各样的鸭子在水里游泳，呱呱叫等。我们来看代码实现.

<span style="font-family:Courier New;font-size:14px;">/* *  鸭子的抽象类 我们定义了一个鸭子超类，他拥有鸭子共同特征的方法，比如呱呱叫，并且拥有一个抽象的方法，因为鸭子有各种各样不同的外观 */public abstract class Duck {//鸭子呱呱叫public void quack() {System.out.println("呱呱...");}//游泳行为public void swim() {System.out.println("我可以在水里游泳");}//鸭子外观的抽象方法 public abstract void display();}</span>

<span style="font-family:Courier New;font-size:14px;">/* *  外观是绿头的鸭子 继承自超类 Duck那么它也就拥有了超类中的行为，实现超类的抽象方法，以展示自己不同于超类的特征 */class MallardDuck extends Duck{@Overridepublic void display() {System.out.println("我是绿头鸭哦");}}</span>

<span style="font-family:Courier New;font-size:14px;">/* *  外观是红头的鸭子 */class ReadheadDuck extends Duck{@Overridepublic void display() {System.out.println("我是红头鸭哦");}}</span>

<span style="font-family:Courier New;font-size:14px;">public class DuckTest {public static void main(String[] args) {MallardDuck md = new MallardDuck();md.display();md.quack();md.swim();}}</span>

这个程序已经写好了，不过好像还没有用到设计模式相关的东西，是的，让我们一步一步的引入策略模式。

现在我们有一个需求，让会飞的鸭子来超越其他的竞争者。如果让我们去实现这样的功能，可能会觉得很简单啊，我们在超类Duck中，写一个飞行类的方法，这样他的子类不就都拥有了飞行行为。恩，确实是这样，但是有一个问题，并不是所有的鸭子都具有飞行行为，比如在这个游戏中会有一些木有鸭子，他们是不会飞甚至不会叫的。那么刚才的做法就会使得不会飞的鸭子也有了飞行的行为，显然是不合适的。

那么我们是不是可以利用接口去达到刚才的需求呢。我们把飞行的行为以及呱呱叫的行为从超类中抽取出来，放到Flyable和Quackable接口中，这样就可以让拥有这些行为的类去实现这些接口.我们来看代码:

<span style="font-family:Courier New;font-size:14px;">/* *  鸭子的抽象类 */public abstract class Duck {//鸭子外观的抽象方法 public abstract void display();public void swim() {System.out.println("游啊游..");}}/* *  外观是绿头的鸭子 */class MallardDuck extends Duck implements Quackable,Flyable{@Overridepublic void display() {System.out.println("我是绿头鸭哦");}@Overridepublic void fly() {System.out.println("我正在飞哦..");}@Overridepublic void quack() {System.out.println("呱呱叫..");}}/* *  木头鸭 不会飞也不会叫 外观是木头样的颜色 假定因为可以在水上漂 就相当于会游泳 */class WoodDuck extends Duck{@Overridepublic void display() {System.out.println("我的外观颜色是木般的颜色");}}/* * 飞行的接口 */interface Flyable { void fly();}/* * 呱呱叫行为的接口 */interface Quackable { void quack();}public class DuckTest {public static void main(String[] args) {MallardDuck md = new MallardDuck();md.display();md.swim();md.quack();md.fly();WoodDuck wd = new WoodDuck();wd.swim();wd.display();}</span>}

不错，这样是解决了刚才的问题，可以有个问题，那么就是代码的复用性，假设我们有100个鸭子，都有同样的飞行行为，那么这同样的代码我们要在每个子类中写一遍，相当于100遍，即便粘贴复制，也要好久吧.如果要修改的话就更麻烦了。所以从代码复用的角度来看，似乎又不太可行。设计中有一个原则就是：找出应用中可能需要变化的地方，将它们独立出来，与那些不需要变化的代码分离。

从上面的程序分析可知，需要变化的地方是飞行和呱呱叫的行为，因为不同的鸭子具有不同的飞行行为或者是否会呱呱叫。所以根据设计原则，我们应该将他们抽取出来，建立一组新的类来代表每个行为。这里可能有人会有疑问，行为怎么可以成为一个类呢？因为飞行也会有属性，比如飞行的速度，飞行的高度等。或者我们将这个行为类想象成一个技能学习中心，父类中的行为是从这里学习得来的，子类也是。但如果我们要想在鸭子子类中可以动态的去改变飞行的行为，该怎么做？有这样的一个设计原则：针对接口编程，而不是针对实现编程。所以我们用FlyBehavior和QuackBehavior接口来代表每个行为，然后行为的每个实现类都去实现其中的接口。这种做法跟以往不同，我们以往做法是行为来自Duck超类的具体实现，或是继承某个接口并由子去实现，这都是依赖于“实现”，这种做法不灵活。现在我们来看代码实现:

<span style="font-family:Courier New;font-size:14px;">/* *  鸭子的抽象类 */public abstract class Duck {//行为接口的变量QuackBehavior quackBehavior;FlyBehavior flyBehavior;//鸭子外观的抽象方法 public abstract void display();public void performFly() {//委托给行为类flyBehavior.fly();}public void performQuack() {quackBehavior.quack();}public void swim() {System.out.println("游啊游..");}}/* * 飞行的接口 */interface FlyBehavior{ public void fly();}//飞行的具体实现类class FlyWithWing implements FlyBehavior {public void fly() {System.out.println("我会飞哦");};}class FlyNoWay implements FlyBehavior {@Overridepublic void fly() {System.out.println("我不会飞啊");}}/* * 呱呱叫行为的接口 */interface QuackBehavior { public void quack();}class Quack implements QuackBehavior {@Overridepublic void quack() {System.out.println("呱呱叫");}}class MuteQuack implements QuackBehavior {@Overridepublic void quack() {System.out.println("我不会叫啊");}}/* *  外观是绿头的鸭子 */class MallardDuck extends Duck {public MallardDuck() {flyBehavior = new FlyWithWing();quackBehavior = new Quack();}@Overridepublic void display() {System.out.println("我是绿头鸭哦");}}/* *  木头鸭 不会飞也不会叫 外观是木头样的颜色 假定因为可以在水上漂 就相当于会游泳 */class WoodDuck extends Duck{public WoodDuck() {flyBehavior = new FlyNoWay();quackBehavior = new MuteQuack();}@Overridepublic void display() {System.out.println("我的外观颜色是木般的颜色");}}public class DuckTest {public static void main(String[] args) {//向上转型Duck md = new MallardDuck();md.display();md.performFly();md.performQuack();Duck wd = new WoodDuck();wd.display();wd.performFly();wd.performQuack();}}</span>

虽然代码量并没有减少，但是可扩展性可维护性是增加的。现在我们虽然在main方法里调用的是同一个方法，但是具体的结果却不同。我们还可以在Duck类里设定一个改变飞行行为或其他行为的方法，这样子类就可以动态的去设定行为了。

设计模式是一种思想，既然是思想上的东西，就需要我们不断的思考，领悟，在实践当中不断的加以运用与验证。虽然写了这篇博客，但并不代表我已经彻底掌握，后面还需要不断的理解、思考并将这些思想运用到实践当中去。

ps：如要转载，请注明出处。另推荐Head First 设计模式这本书，对于初学者来说是一本不错的书，博客中的例子也是引用书里面的。