策略模式（Strategy Pattern）：封裝變化，靈活應對需求變動

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1. 一個簡單的模擬鴨子游戲

咱們先來看一個模擬鴨子的遊戲：遊戲中會出現各類鴨子，它們一邊游泳戲水，一邊呱呱叫。

通過一番調研後： 已知的鴨子種類有：野鴨（Mallard Duck）、紅頭鴨（Redhead Duck）、橡皮鴨（Rubber Duck）。 已知的鴨子行爲有：游泳（Swim）、嘎嘎叫（Quack）、顯示鴨子的樣子（Display）。

下面是這些鴨子的外觀：

需求明確，開搞！

1.1 是時候展現OO技術了~

爲了可複用性，設計了一個鴨子超類Duck，並讓各類鴨子繼承此超類：

• 該超類中實現了swim()、quack()方法，因爲每一種鴨子外觀不一樣，因此display()指定爲抽象方法（固然該類也是抽象類）。
• 各個子類具體實現了display()方法
• 因爲橡皮鴨不會「嗄嗄叫」，因此重寫了quack()方法爲「吱吱叫」。

下面是UML類圖：

1.2 Change！！！

咱們知道軟件開發的一個不變的真理是：「變化」！

如今要求增長一種鴨子行爲：飛行（Fly），該怎麼作呢？

若是繼續使用繼承，那麼橡皮鴨是不會飛行的，仍是須要重寫fly()方法。以下：

那若是再增長一種鴨子：誘餌鴨（Decoy Duck），這是隻木頭鴨子，它即不會叫，也不會飛行......

看來繼承是不能知足需求了！

1.3 使用接口怎麼樣？

將fly()方法和quack()抽離出來，作成接口，讓擁有該行爲的鴨子對其進行實現。以下：

這彷佛解決了如今的問題！

但若是再增長100只鴨子呢？豈不是全部會飛行或會叫的鴨子，都要實現一遍，沒有達到代碼的複用性。並且一旦要修改某個行爲將是一件痛苦的事（好比將全部「吱吱叫」改爲「仿真呱呱叫」）……

1.4 封裝變化

有一個設計原則，剛好適用於上面模擬鴨子游戲的情況。

找出應用中可能須要變化之處，把它們獨立出來，不要和那些不須要變化的代碼混在一塊兒。

換句話說，若是每次來新的需求，都會使某方面的代碼發生變化，那麼你就能夠肯定，這部分的代碼須要被抽出來，和其餘穩定的代碼有所區分。

這即是策略模式的精神所在，下面咱們來看該模式的詳細介紹。

2. 策略模式

策略模式（Strategy Pattern）是一種行爲型模式。該模式定義一系列的算法，把它們一個個封裝起來，並使它們能夠相互替換。該模式讓算法的變化獨立於使用它的客戶。

Define a family of algorithms, encapsulate each one, and make them interchangeable.

該設計模式體現了幾個設計原則：

• 封裝變化
• 針對接口編程，而不是實現類
• 多用組合，少用繼承

策略模式由三部分組成：

• Strategy（策略）

定義了全部策略的公共接口。上下文（Context）使用這個接口來調用某個具體策略（ConcreteStrategy）。

• ConcreteStrategy（具體策略）

Strategy接口的實現，定義了一個具體的策略實現。

• Context（上下文）

定義了Strategy對象如何來使用，是策略算法的調用者。

3. 代碼實現

咱們使用策略模式實現上面模擬鴨子游戲。

3.1 飛行行爲實現

定義飛行行爲接口

public interface Fly {
    void fly();
}
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用翅膀飛行實現類

public class FlyWithWings implements Fly {
    @Override
    public void fly() {
        System.out.println("用翅膀飛行");
    }
}
複製代碼

不會飛行實現類

public class FlyNoWay implements Fly {
    @Override
    public void fly() {
        System.out.println("不會飛行");
    }
}

複製代碼

3.2 鴨叫行爲實現

定義鴨叫行爲接口

public interface Quack {
    void quack();
}
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呱呱叫實現類

public class QuackGuaGua implements Quack {
    @Override
    public void quack() {
        System.out.println("呱呱叫");
    }
}
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吱吱叫實現類

public class QuackZhiZhi implements Quack {
    @Override
    public void quack() {
        System.out.println("吱吱叫");
    }
}
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不會叫實現類

public class QuackNoWay implements Quack {
    @Override
    public void quack() {
        System.out.println("不會叫");
    }
}
複製代碼

3.3 鴨子類的實現

定義鴨子抽象類

public abstract class Duck {

    protected Fly fly;
    protected Quack quack;

    public void swim() {
        System.out.println("正在游泳...");
    }

    public abstract void display();

    public Fly getFly() {
        return fly;
    }

    public Quack getQuack() {
        return quack;
    }
}
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野鴨實現類

public class MallardDuck extends Duck {

    // 野鴨用翅膀飛行，呱呱叫
    public MallardDuck() {
        this.fly = new FlyWithWings();
        this.quack = new QuackGuaGua();
    }

    @Override
    public void display() {
        System.out.println("外觀是綠頭鴨");
    }
}
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紅頭鴨實現類

public class RedheadDuck extends Duck {

    // 紅頭鴨用翅膀飛行，呱呱叫
    public RedheadDuck() {
        this.fly = new FlyWithWings();
        this.quack = new QuackGuaGua();
    }

    @Override
    public void display() {
        System.out.println("外觀是紅頭鴨");
    }
}
複製代碼

橡皮鴨實現類

public class RubberDuck extends Duck {

    // 橡皮鴨不會飛行，吱吱叫
    public RubberDuck() {
        this.fly = new FlyNoWay();
        this.quack = new QuackZhiZhi();
    }

    @Override
    public void display() {
        System.out.println("外觀是橡皮鴨");
    }
}
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誘餌鴨實現類

public class DecoyDuck extends Duck {

    // 誘餌鴨不會飛行，也不會叫
    public DecoyDuck() {
        this.fly = new FlyNoWay();
        this.quack = new QuackNoWay();
    }

    @Override
    public void display() {
        System.out.println("外觀是誘餌鴨");
    }
}
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3.4 測試

編寫簡單測試類

public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        MallardDuck mallardDuck = new MallardDuck();
        mallardDuck.display();
        mallardDuck.swim();
        mallardDuck.getFly().fly();
        mallardDuck.getQuack().quack();

        System.out.println("-------------------");

        DecoyDuck decoyDuck = new DecoyDuck();
        decoyDuck.display();
        decoyDuck.swim();
        decoyDuck.getFly().fly();
        decoyDuck.getQuack().quack();
    }
}
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輸出結果

外觀是綠頭鴨
正在游泳...
用翅膀飛行
呱呱叫
-------------------
外觀是誘餌鴨
正在游泳...
不會飛行
不會叫
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4. 完整代碼

完整代碼請訪問個人Github，若對你有幫助，歡迎給個Star，謝謝！

github.com/gozhuyinglo…

5. 參考

• 《 Head First 設計模式 》
• 《 設計模式：可複用面向對象軟件的基礎 》

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