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【Head First 设计模式】-- 策略模式

news 2025/9/12 8:03:52

一、背景
Head First 设计模式第一章设计模式入门–策略模式

二、工具箱的工具（本章）
1、OO基础
封装
继承
多态
抽象
2、OO原则
封装变化
面向接口编程，而非面向实现编程
组合优于继承
3、OO模式
策略模式，所谓策略模式就是定义算法族并将其分别封装起来，让它们之间可以相互替换，此模式让算法的变化独立于使用算法的客户。

算法族：白话讲就是一个对象的一组行为，但是我们通常将一组行为称之为“一族算法”。

三、例子展示
《Head First设计模式》使用鸭子举例，从一开始简单的封装实现鸭子游泳、叫的行为，到后来行为的添加之后导致现有设计的弹性不足（可复用、可扩展、可维护能力大大折扣），作者将OO基础&原则结合起来，设计一个应对鸭子行为添加时弹性较大的系统，这种模式称之为策略模式。

1、初期的鸭子系统
a.UML图
在这里插入图片描述

鸭子有游泳、叫以及展示自己品种的能力，Duck超类将swim() & quack()实现了，供子类直接调用，展示品种定义为抽象方法供子类去实现。早期看起来，采用继承的方式设计好像是没有问题的。

思考一下，当出现下面场景时现有的设计还是否合理？

如果产品要求有的鸭子是会飞的
如果产品要求并不是所有的鸭子都会叫，并且会叫的鸭子叫的方式也有可能不同
2、中期的鸭子系统
a.UML图
在这里插入图片描述

首先考虑利用接口定义行为，特殊的鸭子实现特定的接口，来达到具备某种能力的目的。这种方案，看似可行，其实对于代码的可复用性是打击性的。例如，此次需求需要实现几十种会飞的鸭子，那么我们就需要实现几十次的fly方法，这个系统几乎没有复用，成本是非常高的。

3、最终的鸭子系统
a.UML图
在这里插入图片描述

b.如何设计？
根据前面提到的设计原则：

封装变化：我们将飞行行为与呱呱叫行为都独立出来并进行了封装
面向接口编程而非实现：在Duck中，我们声明了两个变量（flyBehavior & quackBehavior），定义了两个set方法用于修改这两个变量，变量的实例是什么我不关心，我只关心我能够调用它的fly or quack这样的关键方法就行，这些方法具体是如何实现的我就不关心了
组合优于继承：在第二条中提到声明了两个变量，也就是两个变化的行为，Duck与这两个行为之间的关系是Has-a，而不是Is-a，有时候“有一个”比“是一个”更好
c.模式
而最终的这个系统运用的就是策略模式，它将算法族与使用算法的客户独立开来，可以相互替换（我可以在运行时让鸭子会叫，也可以让它不会叫）

四、代码

Duck相关
a.Duck

package com.markus.designpatterns.chapter1.duck;import com.markus.designpatterns.chapter1.behavior.FlyBehavior;
import com.markus.designpatterns.chapter1.behavior.QuackBehavior;
import com.markus.designpatterns.chapter1.behavior.concrete.FlyNoWay;
import com.markus.designpatterns.chapter1.behavior.concrete.MuteQuack;public abstract class Duck {private FlyBehavior flyBehavior;private QuackBehavior quackBehavior;public Duck() {// 默认鸭子不会飞 & 不会叫this.flyBehavior = new FlyNoWay();this.quackBehavior = new MuteQuack();}public void swim() {System.out.println("I can swim!");}abstract public void display();public void performFly(){flyBehavior.fly();}public void performQuack(){quackBehavior.quack();}public void setFlyBehavior(FlyBehavior flyBehavior) {this.flyBehavior = flyBehavior;}public void setQuackBehavior(QuackBehavior quackBehavior) {this.quackBehavior = quackBehavior;}
}

b.Duck子类

public class DecoyDuck extends Duck{@Overridepublic void display() {System.out.println("I am a Decoy Duck!");}
}
public class MallardDuck extends Duck{@Overridepublic void display() {System.out.println("I am a mallard duck!");}
}
public class RedheadDuck extends Duck{@Overridepublic void display() {System.out.println("I am a Redhead Duck!");}
}
public class RubberDuck extends Duck{@Overridepublic void display() {System.out.println("I am a Rubber Duck!");}
}

2、行为相关
a.Fly

public interface FlyBehavior {void fly();
}
public class FlyNoWay implements FlyBehavior {@Overridepublic void fly() {}
}
public class FlyWithWings implements FlyBehavior {@Overridepublic void fly() {System.out.println("I have wings, so I can fly!");}
}

b.Quack

public interface QuackBehavior {void quack();
}
public class MuteQuack implements QuackBehavior {@Overridepublic void quack() {}
}
public class Quack implements QuackBehavior {@Overridepublic void quack() {System.out.println("quack");}
}
public class Squeak implements QuackBehavior {@Overridepublic void quack() {System.out.println("squeak");}
}

3、测试Demo

public class DuckDisplayDemo {public static void main(String[] args) {Duck duck = new RedheadDuck();duck.display();duck.swim();//默认状态下不会飞、不会叫duck.performFly();duck.performQuack();System.out.println();//进行手动赋能duck.setFlyBehavior(new FlyWithWings());duck.performFly();duck.setQuackBehavior(new Quack());duck.performQuack();}
}