设计模式第一篇-策略模式

一、引言

设计模式是软件开发人员在软件开发过程中面临的一般问题的解决方案。这些解决方案是众多软件开发人员经过相当长的一段时间的试验和错误总结出来的。学习设计模式会帮助你更好的理解面向对象。

设计模式有多达23种，这些模式可以分为三大类：创建型模式（Creational Patterns）、结构型模式（Structural Patterns）、行为型模式（Behavioral Patterns）

学习设计模式主要是通过《Head First 设计模式》，并参照了一些其他教程。学习心得记录于此，帮助自己深入理解。

开始第一个设计模式前，先看下设计模式的六大原则（之前面试曾被问过）   

1、开闭原则（Open Close Principle）

开闭原则的意思是：对扩展开放，对修改关闭。在程序需要进行拓展的时候，不能去修改原有的代码，实现一个热插拔的效果。简言之，是为了使程序的扩展性好，易于维护和升级。想要达到这样的效果，我们需要使用接口和抽象类，后面的具体设计中我们会提到这点。

2、里氏代换原则（Liskov Substitution Principle）

里氏代换原则是面向对象设计的基本原则之一。 里氏代换原则中说，任何基类可以出现的地方，子类一定可以出现。LSP 是继承复用的基石，只有当派生类可以替换掉基类，且软件单位的功能不受到影响时，基类才能真正被复用，而派生类也能够在基类的基础上增加新的行为。里氏代换原则是对开闭原则的补充。实现开闭原则的关键步骤就是抽象化，而基类与子类的继承关系就是抽象化的具体实现，所以里氏代换原则是对实现抽象化的具体步骤的规范。

3、依赖倒转原则（Dependence Inversion Principle）

这个原则是开闭原则的基础，具体内容：针对接口编程，依赖于抽象而不依赖于具体。

4、接口隔离原则（Interface Segregation Principle）

这个原则的意思是：使用多个隔离的接口，比使用单个接口要好。它还有另外一个意思是：降低类之间的耦合度。由此可见，其实设计模式就是从大型软件架构出发、便于升级和维护的软件设计思想，它强调降低依赖，降低耦合。

5、迪米特法则，又称最少知道原则（Demeter Principle）

最少知道原则是指：一个实体应当尽量少地与其他实体之间发生相互作用，使得系统功能模块相对独立。

6、合成复用原则（Composite Reuse Principle）

合成复用原则是指：尽量使用合成/聚合的方式，而不是使用继承。

这些原则要多学习，多体验才能更深的理解

二、策略模式

定义：定义了算法族，分别封装起来，让它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。

意图：定义一系列的算法,把它们一个个封装起来, 并且使它们可相互替换。

主要解决：在有多种算法相似的情况下，使用 if...else 所带来的复杂和难以维护。

何时使用：一个系统有许多许多类，而区分它们的只是他们直接的行为。

如何解决：将这些算法封装成一个一个的类，任意地替换。

关键代码：实现同一个接口。

三、实现

实例剖析：基类鸭子，鸭子有飞行及喊叫的行为，飞行和喊叫都可以分别封装成一个算法族，将算法接口放入鸭子基类中，那么在鸭子子类中可以自由选择行为。如果有新的飞行或者喊叫方式，则只需要增加一个飞行策略类继承飞行接口即可。

1.类图设计

 2.具体实现

java代码实现

鸭子基类

public abstract class Duck {
     //飞行接口
     Flybehavior flybehavior;
     //叫声接口
     QuackBehavior quackBehavior;
     public Duck(){

     }
     //叫声方法
     public void performquack(){
         quackBehavior.quack();
     }
     //飞行方法
     public void performFly(){
         flybehavior.fly();
     }
     public abstract void display();
     
     public void swim() {
        System.out.println("All ducks float, even decoys!");
     }
}

飞行接口及相关策略子类

//飞行接口
public interface Flybehavior {
    void fly();
}
//具体飞行算法（不会飞）
public class FlyNoWay implements Flybehavior {
    public void fly() {
        System.out.println("I can’t fly");
    }
}
//可以飞
public class FlyWithWings implements Flybehavior {
    public void fly() {
        System.out.println("I’m flying!!");
    }
}

喊叫接口及相关策略子类

//喊叫接口
public interface QuackBehavior {
    void quack();
}
//喊叫策略算法类
public class Quack implements QuackBehavior {
    public void quack() {
        System.out.println("Quack");
    }
}

public class MuteQuack implements QuackBehavior {
    public void quack() {
        System.out.println("<< Silence >>");
    }
}

public class Squeak implements QuackBehavior {
    public void quack() {
        System.out.println("Squeak");
    }
}

鸭子类

//鸭子子类
public class MallardDuck extends Duck {
    public MallardDuck(){
        quackBehavior=new Quack();
        flybehavior=new FlyWithWings();
    }
    public void display() {
        System.out.println("I’m a real Mallard duck");
    }
}

运行

public static void main(String[] args) {
        Duck mallardDuck=new MallardDuck();
        mallardDuck.performFly();
        mallardDuck.performquack();
    }

运行结果

四、策略模式的优缺点

优点： 1、策略类之间可以自由切换。由于策略类都实现同一个接口，所以使它们之间可以自由切换。 2、避免使用多重条件判断。 3、扩展性良好。有新的算法时，只需要新增一个策略类即可，不需要修改原有代码

缺点： 1、策略类会增多。 2、所有策略类都需要对外暴露。

使用场景： 1、如果在一个系统里面有许多类，它们之间的区别仅在于它们的行为，那么使用策略模式可以动态地让一个对象在许多行为中选择一种行为。 2、一个系统需要动态地在几种算法中选择一种。 3、如果一个对象有很多的行为，如果不用恰当的模式，这些行为就只好使用多重的条件选择语句来实现。

注意事项：如果一个系统的策略多于四个，就需要考虑使用混合模式，解决策略类膨胀的问题。