這篇文章主要介紹“Java策略模式怎么實(shí)現(xiàn)”,在日常操作中,相信很多人在Java策略模式怎么實(shí)現(xiàn)問題上存在疑惑,小編查閱了各式資料,整理出簡單好用的操作方法,希望對(duì)大家解答”Java策略模式怎么實(shí)現(xiàn)”的疑惑有所幫助!接下來,請(qǐng)跟著小編一起來學(xué)習(xí)吧!
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行為型模式關(guān)注的是各個(gè)類之間的相互作用,將職責(zé)劃分清楚,使得我們的代碼更加地清晰。
策略模式太常用了,所以把它放到最前面進(jìn)行介紹。它比較簡單,我就不廢話,直接用代碼說事吧。
下面設(shè)計(jì)的場景是,我們需要畫一個(gè)圖形,可選的策略就是用紅色筆來畫,還是綠色筆來畫,或者藍(lán)色筆來畫。
首先,先定義一個(gè)策略接口:
public interface Strategy { public void draw(int radius, int x, int y); }
然后我們定義具體的幾個(gè)策略:
public class RedPen implements Strategy { @Override public void draw(int radius, int x, int y) { System.out.println("用紅色筆畫圖,radius:" + radius + ", x:" + x + ", y:" + y); } } public class GreenPen implements Strategy { @Override public void draw(int radius, int x, int y) { System.out.println("用綠色筆畫圖,radius:" + radius + ", x:" + x + ", y:" + y); } } public class BluePen implements Strategy { @Override public void draw(int radius, int x, int y) { System.out.println("用藍(lán)色筆畫圖,radius:" + radius + ", x:" + x + ", y:" + y); } }
使用策略的類:
public class Context { private Strategy strategy; public Context(Strategy strategy){ this.strategy = strategy; } public int executeDraw(int radius, int x, int y){ return strategy.draw(radius, x, y); } }
客戶端演示:
public static void main(String[] args) { Context context = new Context(new BluePen()); // 使用綠色筆來畫 context.executeDraw(10, 0, 0); }
放到一張圖上,讓大家看得清晰些:
轉(zhuǎn)存失敗重新上傳取消
這個(gè)時(shí)候,大家有沒有聯(lián)想到結(jié)構(gòu)型模式中的橋梁模式,它們其實(shí)非常相似,我把橋梁模式的圖拿過來大家對(duì)比下:
要我說的話,它們非常相似,橋梁模式在左側(cè)加了一層抽象而已。橋梁模式的耦合更低,結(jié)構(gòu)更復(fù)雜一些。
觀察者模式對(duì)于我們來說,真是再簡單不過了。無外乎兩個(gè)操作,觀察者訂閱自己關(guān)心的主題和主題有數(shù)據(jù)變化后通知觀察者們。
首先,需要定義主題,每個(gè)主題需要持有觀察者列表的引用,用于在數(shù)據(jù)變更的時(shí)候通知各個(gè)觀察者:
public class Subject { private List<Observer> observers = new ArrayList<Observer>(); private int state; public int getState() { return state; } public void setState(int state) { this.state = state; // 數(shù)據(jù)已變更,通知觀察者們 notifyAllObservers(); } public void attach(Observer observer){ observers.add(observer); } // 通知觀察者們 public void notifyAllObservers(){ for (Observer observer : observers) { observer.update(); } } }
定義觀察者接口:
public abstract class Observer { protected Subject subject; public abstract void update(); }
其實(shí)如果只有一個(gè)觀察者類的話,接口都不用定義了,不過,通常場景下,既然用到了觀察者模式,我們就是希望一個(gè)事件出來了,會(huì)有多個(gè)不同的類需要處理相應(yīng)的信息。比如,訂單修改成功事件,我們希望發(fā)短信的類得到通知、發(fā)郵件的類得到通知、處理物流信息的類得到通知等。
我們來定義具體的幾個(gè)觀察者類:
public class BinaryObserver extends Observer { // 在構(gòu)造方法中進(jìn)行訂閱主題 public BinaryObserver(Subject subject) { this.subject = subject; // 通常在構(gòu)造方法中將 this 發(fā)布出去的操作一定要小心 this.subject.attach(this); } // 該方法由主題類在數(shù)據(jù)變更的時(shí)候進(jìn)行調(diào)用 @Override public void update() { String result = Integer.toBinaryString(subject.getState()); System.out.println("訂閱的數(shù)據(jù)發(fā)生變化,新的數(shù)據(jù)處理為二進(jìn)制值為:" + result); } } public class HexaObserver extends Observer { public HexaObserver(Subject subject) { this.subject = subject; this.subject.attach(this); } @Override public void update() { String result = Integer.toHexString(subject.getState()).toUpperCase(); System.out.println("訂閱的數(shù)據(jù)發(fā)生變化,新的數(shù)據(jù)處理為十六進(jìn)制值為:" + result); } }
客戶端使用也非常簡單:
public static void main(String[] args) { // 先定義一個(gè)主題 Subject subject1 = new Subject(); // 定義觀察者 new BinaryObserver(subject1); new HexaObserver(subject1); // 模擬數(shù)據(jù)變更,這個(gè)時(shí)候,觀察者們的 update 方法將會(huì)被調(diào)用 subject.setState(11); }
output:
訂閱的數(shù)據(jù)發(fā)生變化,新的數(shù)據(jù)處理為二進(jìn)制值為:1011 訂閱的數(shù)據(jù)發(fā)生變化,新的數(shù)據(jù)處理為十六進(jìn)制值為:B
當(dāng)然,jdk 也提供了相似的支持,具體的大家可以參考 java.util.Observable 和 java.util.Observer 這兩個(gè)類。
實(shí)際生產(chǎn)過程中,觀察者模式往往用消息中間件來實(shí)現(xiàn),如果要實(shí)現(xiàn)單機(jī)觀察者模式,筆者建議讀者使用 Guava 中的 EventBus,它有同步實(shí)現(xiàn)也有異步實(shí)現(xiàn),本文主要介紹設(shè)計(jì)模式,就不展開說了。
責(zé)任鏈通常需要先建立一個(gè)單向鏈表,然后調(diào)用方只需要調(diào)用頭部節(jié)點(diǎn)就可以了,后面會(huì)自動(dòng)流轉(zhuǎn)下去。比如流程審批就是一個(gè)很好的例子,只要終端用戶提交申請(qǐng),根據(jù)申請(qǐng)的內(nèi)容信息,自動(dòng)建立一條責(zé)任鏈,然后就可以開始流轉(zhuǎn)了。
有這么一個(gè)場景,用戶參加一個(gè)活動(dòng)可以領(lǐng)取獎(jiǎng)品,但是活動(dòng)需要進(jìn)行很多的規(guī)則校驗(yàn)然后才能放行,比如首先需要校驗(yàn)用戶是否是新用戶、今日參與人數(shù)是否有限額、全場參與人數(shù)是否有限額等等。設(shè)定的規(guī)則都通過后,才能讓用戶領(lǐng)走獎(jiǎng)品。
如果產(chǎn)品給你這個(gè)需求的話,我想大部分人一開始肯定想的就是,用一個(gè) List 來存放所有的規(guī)則,然后 foreach 執(zhí)行一下每個(gè)規(guī)則就好了。不過,讀者也先別急,看看責(zé)任鏈模式和我們說的這個(gè)有什么不一樣?
首先,我們要定義流程上節(jié)點(diǎn)的基類:
public abstract class RuleHandler { // 后繼節(jié)點(diǎn) protected RuleHandler successor; public abstract void apply(Context context); public void setSuccessor(RuleHandler successor) { this.successor = successor; } public RuleHandler getSuccessor() { return successor; } }
接下來,我們需要定義具體的每個(gè)節(jié)點(diǎn)了。
校驗(yàn)用戶是否是新用戶:
public class NewUserRuleHandler extends RuleHandler { public void apply(Context context) { if (context.isNewUser()) { // 如果有后繼節(jié)點(diǎn)的話,傳遞下去 if (this.getSuccessor() != null) { this.getSuccessor().apply(context); } } else { throw new RuntimeException("該活動(dòng)僅限新用戶參與"); } } }
校驗(yàn)用戶所在地區(qū)是否可以參與:
public class LocationRuleHandler extends RuleHandler { public void apply(Context context) { boolean allowed = activityService.isSupportedLocation(context.getLocation); if (allowed) { if (this.getSuccessor() != null) { this.getSuccessor().apply(context); } } else { throw new RuntimeException("非常抱歉,您所在的地區(qū)無法參與本次活動(dòng)"); } } }
校驗(yàn)獎(jiǎng)品是否已領(lǐng)完:
public class LimitRuleHandler extends RuleHandler { public void apply(Context context) { int remainedTimes = activityService.queryRemainedTimes(context); // 查詢剩余獎(jiǎng)品 if (remainedTimes > 0) { if (this.getSuccessor() != null) { this.getSuccessor().apply(userInfo); } } else { throw new RuntimeException("您來得太晚了,獎(jiǎng)品被領(lǐng)完了"); } } }
客戶端:
public static void main(String[] args) { RuleHandler newUserHandler = new NewUserRuleHandler(); RuleHandler locationHandler = new LocationRuleHandler(); RuleHandler limitHandler = new LimitRuleHandler(); // 假設(shè)本次活動(dòng)僅校驗(yàn)地區(qū)和獎(jiǎng)品數(shù)量,不校驗(yàn)新老用戶 locationHandler.setSuccessor(limitHandler); locationHandler.apply(context); }
代碼其實(shí)很簡單,就是先定義好一個(gè)鏈表,然后在通過任意一節(jié)點(diǎn)后,如果此節(jié)點(diǎn)有后繼節(jié)點(diǎn),那么傳遞下去。
至于它和我們前面說的用一個(gè) List 存放需要執(zhí)行的規(guī)則的做法有什么異同,留給讀者自己琢磨吧。
在含有繼承結(jié)構(gòu)的代碼中,模板方法模式是非常常用的,這也是在開源代碼中大量被使用的。
通常會(huì)有一個(gè)抽象類:
public abstract class AbstractTemplate { // 這就是模板方法 public void templateMethod(){ init(); apply(); // 這個(gè)是重點(diǎn) end(); // 可以作為鉤子方法 } protected void init() { System.out.println("init 抽象層已經(jīng)實(shí)現(xiàn),子類也可以選擇覆寫"); } // 留給子類實(shí)現(xiàn) protected abstract void apply(); protected void end() { } }
模板方法中調(diào)用了 3 個(gè)方法,其中 apply() 是抽象方法,子類必須實(shí)現(xiàn)它,其實(shí)模板方法中有幾個(gè)抽象方法完全是自由的,我們也可以將三個(gè)方法都設(shè)置為抽象方法,讓子類來實(shí)現(xiàn)。也就是說,模板方法只負(fù)責(zé)定義第一步應(yīng)該要做什么,第二步應(yīng)該做什么,第三步應(yīng)該做什么,至于怎么做,由子類來實(shí)現(xiàn)。
我們寫一個(gè)實(shí)現(xiàn)類:
public class ConcreteTemplate extends AbstractTemplate { public void apply() { System.out.println("子類實(shí)現(xiàn)抽象方法 apply"); } public void end() { System.out.println("我們可以把 method3 當(dāng)做鉤子方法來使用,需要的時(shí)候覆寫就可以了"); } }
客戶端調(diào)用演示:
public static void main(String[] args) { AbstractTemplate t = new ConcreteTemplate(); // 調(diào)用模板方法 t.templateMethod(); }
代碼其實(shí)很簡單,基本上看到就懂了,關(guān)鍵是要學(xué)會(huì)用到自己的代碼中。
廢話我就不說了,我們說一個(gè)簡單的例子。商品庫存中心有個(gè)最基本的需求是減庫存和補(bǔ)庫存,我們看看怎么用狀態(tài)模式來寫。
核心在于,我們的關(guān)注點(diǎn)不再是 Context 是該進(jìn)行哪種操作,而是關(guān)注在這個(gè) Context 會(huì)有哪些操作。
定義狀態(tài)接口:
public interface State { public void doAction(Context context); }
定義減庫存的狀態(tài):
public class DeductState implements State { public void doAction(Context context) { System.out.println("商品賣出,準(zhǔn)備減庫存"); context.setState(this); //... 執(zhí)行減庫存的具體操作 } public String toString(){ return "Deduct State"; } }
定義補(bǔ)庫存狀態(tài):
public class RevertState implements State { public void doAction(Context context) { System.out.println("給此商品補(bǔ)庫存"); context.setState(this); //... 執(zhí)行加庫存的具體操作 } public String toString() { return "Revert State"; } }
前面用到了 context.setState(this),我們來看看怎么定義 Context 類:
public class Context { private State state; private String name; public Context(String name) { this.name = name; } public void setState(State state) { this.state = state; } public void getState() { return this.state; } }
我們來看下客戶端調(diào)用,大家就一清二楚了:
public static void main(String[] args) { // 我們需要操作的是 iPhone X Context context = new Context("iPhone X"); // 看看怎么進(jìn)行補(bǔ)庫存操作 State revertState = new RevertState(); revertState.doAction(context); // 同樣的,減庫存操作也非常簡單 State deductState = new DeductState(); deductState.doAction(context); // 如果需要我們可以獲取當(dāng)前的狀態(tài) // context.getState().toString(); }
讀者可能會(huì)發(fā)現(xiàn),在上面這個(gè)例子中,如果我們不關(guān)心當(dāng)前 context 處于什么狀態(tài),那么 Context 就可以不用維護(hù) state 屬性了,那樣代碼會(huì)簡單很多。
不過,商品庫存這個(gè)例子畢竟只是個(gè)例,我們還有很多實(shí)例是需要知道當(dāng)前 context 處于什么狀態(tài)的。
行為型模式部分介紹了策略模式、觀察者模式、責(zé)任鏈模式、模板方法模式和狀態(tài)模式,其實(shí),經(jīng)典的行為型模式還包括備忘錄模式、命令模式等,但是它們的使用場景比較有限,而且本文篇幅也挺大了,我就不進(jìn)行介紹了。
學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)模式的目的是為了讓我們的代碼更加的優(yōu)雅、易維護(hù)、易擴(kuò)展。這次整理這篇文章,讓我重新審視了一下各個(gè)設(shè)計(jì)模式,對(duì)我自己而言收獲還是挺大的。我想,文章的最大收益者一般都是作者本人,為了寫一篇文章,需要鞏固自己的知識(shí),需要尋找各種資料,而且,自己寫過的才最容易記住,也算是我給讀者的建議吧。
(全文完)
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前面創(chuàng)建型模式介紹了創(chuàng)建對(duì)象的一些設(shè)計(jì)模式,這節(jié)介紹的結(jié)構(gòu)型模式旨在通過改變代碼結(jié)構(gòu)來達(dá)到解耦的目的,使得我們的代碼容易維護(hù)和擴(kuò)展。
第一個(gè)要介紹的代理模式是最常使用的模式之一了,用一個(gè)代理來隱藏具體實(shí)現(xiàn)類的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié),通常還用于在真實(shí)的實(shí)現(xiàn)的前后添加一部分邏輯。
既然說是代理,那就要對(duì)客戶端隱藏真實(shí)實(shí)現(xiàn),由代理來負(fù)責(zé)客戶端的所有請(qǐng)求。當(dāng)然,代理只是個(gè)代理,它不會(huì)完成實(shí)際的業(yè)務(wù)邏輯,而是一層皮而已,但是對(duì)于客戶端來說,它必須表現(xiàn)得就是客戶端需要的真實(shí)實(shí)現(xiàn)。
理解代理這個(gè)詞,這個(gè)模式其實(shí)就簡單了。
public interface FoodService { Food makeChicken(); Food makeNoodle(); } public class FoodServiceImpl implements FoodService { public Food makeChicken() { Food f = new Chicken() f.setChicken("1kg"); f.setSpicy("1g"); f.setSalt("3g"); return f; } public Food makeNoodle() { Food f = new Noodle(); f.setNoodle("500g"); f.setSalt("5g"); return f; } } // 代理要表現(xiàn)得“就像是”真實(shí)實(shí)現(xiàn)類,所以需要實(shí)現(xiàn) FoodService public class FoodServiceProxy implements FoodService { // 內(nèi)部一定要有一個(gè)真實(shí)的實(shí)現(xiàn)類,當(dāng)然也可以通過構(gòu)造方法注入 private FoodService foodService = new FoodServiceImpl(); public Food makeChicken() { System.out.println("我們馬上要開始制作雞肉了"); // 如果我們定義這句為核心代碼的話,那么,核心代碼是真實(shí)實(shí)現(xiàn)類做的, // 代理只是在核心代碼前后做些“無足輕重”的事情 Food food = foodService.makeChicken(); System.out.println("雞肉制作完成啦,加點(diǎn)胡椒粉"); // 增強(qiáng) food.addCondiment("pepper"); return food; } public Food makeNoodle() { System.out.println("準(zhǔn)備制作拉面~"); Food food = foodService.makeNoodle(); System.out.println("制作完成啦") return food; } }
客戶端調(diào)用,注意,我們要用代理來實(shí)例化接口:
// 這里用代理類來實(shí)例化 FoodService foodService = new FoodServiceProxy(); foodService.makeChicken();
我們發(fā)現(xiàn)沒有,代理模式說白了就是做
“方法包裝”或做
“方法增強(qiáng)”。在面向切面編程中,算了還是不要吹捧這個(gè)名詞了,在 AOP 中,其實(shí)就是動(dòng)態(tài)代理的過程。比如 Spring 中,我們自己不定義代理類,但是 Spring 會(huì)幫我們動(dòng)態(tài)來定義代理,然后把我們定義在
@Before、
@After、
@Around 中的代碼邏輯動(dòng)態(tài)添加到代理中。
說到動(dòng)態(tài)代理,又可以展開說 …… Spring 中實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)代理有兩種,一種是如果我們的類定義了接口,如 UserService 接口和 UserServiceImpl 實(shí)現(xiàn),那么采用 JDK 的動(dòng)態(tài)代理,感興趣的讀者可以去看看 java.lang.reflect.Proxy 類的源碼;另一種是我們自己沒有定義接口的,Spring 會(huì)采用 CGLIB 進(jìn)行動(dòng)態(tài)代理,它是一個(gè) jar 包,性能還不錯(cuò)。
說完代理模式,說適配器模式,是因?yàn)樗鼈兒芟嗨?,這里可以做個(gè)比較。
適配器模式做的就是,有一個(gè)接口需要實(shí)現(xiàn),但是我們現(xiàn)成的對(duì)象都不滿足,需要加一層適配器來進(jìn)行適配。
適配器模式總體來說分三種:默認(rèn)適配器模式、對(duì)象適配器模式、類適配器模式。先不急著分清楚這幾個(gè),先看看例子再說。
默認(rèn)適配器模式
首先,我們先看看最簡單的適配器模式默認(rèn)適配器模式(Default Adapter)是怎么樣的。
我們用 Appache commons-io 包中的 FileAlterationListener 做例子,此接口定義了很多的方法,用于對(duì)文件或文件夾進(jìn)行監(jiān)控,一旦發(fā)生了對(duì)應(yīng)的操作,就會(huì)觸發(fā)相應(yīng)的方法。
public interface FileAlterationListener { void onStart(final FileAlterationObserver observer); void onDirectoryCreate(final File directory); void onDirectoryChange(final File directory); void onDirectoryDelete(final File directory); void onFileCreate(final File file); void onFileChange(final File file); void onFileDelete(final File file); void onStop(final FileAlterationObserver observer); }
此接口的一大問題是抽象方法太多了,如果我們要用這個(gè)接口,意味著我們要實(shí)現(xiàn)每一個(gè)抽象方法,如果我們只是想要監(jiān)控文件夾中的文件創(chuàng)建和文件刪除事件,可是我們還是不得不實(shí)現(xiàn)所有的方法,很明顯,這不是我們想要的。
所以,我們需要下面的一個(gè)適配器,它用于實(shí)現(xiàn)上面的接口,但是所有的方法都是空方法,這樣,我們就可以轉(zhuǎn)而定義自己的類來繼承下面這個(gè)類即可。
public class FileAlterationListenerAdaptor implements FileAlterationListener { public void onStart(final FileAlterationObserver observer) { } public void onDirectoryCreate(final File directory) { } public void onDirectoryChange(final File directory) { } public void onDirectoryDelete(final File directory) { } public void onFileCreate(final File file) { } public void onFileChange(final File file) { } public void onFileDelete(final File file) { } public void onStop(final FileAlterationObserver observer) { } }
比如我們可以定義以下類,我們僅僅需要實(shí)現(xiàn)我們想實(shí)現(xiàn)的方法就可以了:
public class FileMonitor extends FileAlterationListenerAdaptor { public void onFileCreate(final File file) { // 文件創(chuàng)建 doSomething(); } public void onFileDelete(final File file) { // 文件刪除 doSomething(); } }
當(dāng)然,上面說的只是適配器模式的其中一種,也是最簡單的一種,無需多言。下面,再介紹“正統(tǒng)的”適配器模式。
對(duì)象適配器模式
來看一個(gè)《Head First 設(shè)計(jì)模式》中的一個(gè)例子,我稍微修改了一下,看看怎么將雞適配成鴨,這樣雞也能當(dāng)鴨來用。因?yàn)椋F(xiàn)在鴨這個(gè)接口,我們沒有合適的實(shí)現(xiàn)類可以用,所以需要適配器。
public interface Duck { public void quack(); // 鴨的呱呱叫 public void fly(); // 飛 } public interface Cock { public void gobble(); // 雞的咕咕叫 public void fly(); // 飛 } public class WildCock implements Cock { public void gobble() { System.out.println("咕咕叫"); } public void fly() { System.out.println("雞也會(huì)飛哦"); } }
鴨接口有 fly() 和 quare() 兩個(gè)方法,雞 Cock 如果要冒充鴨,fly() 方法是現(xiàn)成的,但是雞不會(huì)鴨的呱呱叫,沒有 quack() 方法。這個(gè)時(shí)候就需要適配了:
// 毫無疑問,首先,這個(gè)適配器肯定需要 implements Duck,這樣才能當(dāng)做鴨來用 public class CockAdapter implements Duck { Cock cock; // 構(gòu)造方法中需要一個(gè)雞的實(shí)例,此類就是將這只雞適配成鴨來用 public CockAdapter(Cock cock) { this.cock = cock; } // 實(shí)現(xiàn)鴨的呱呱叫方法 @Override public void quack() { // 內(nèi)部其實(shí)是一只雞的咕咕叫 cock.gobble(); } @Override public void fly() { cock.fly(); } }
客戶端調(diào)用很簡單了:
public static void main(String[] args) { // 有一只野雞 Cock wildCock = new WildCock(); // 成功將野雞適配成鴨 Duck duck = new CockAdapter(wildCock); ... }
到這里,大家也就知道了適配器模式是怎么回事了。無非是我們需要一只鴨,但是我們只有一只雞,這個(gè)時(shí)候就需要定義一個(gè)適配器,由這個(gè)適配器來充當(dāng)鴨,但是適配器里面的方法還是由雞來實(shí)現(xiàn)的。
我們用一個(gè)圖來簡單說明下:
上圖應(yīng)該還是很容易理解的,我就不做更多的解釋了。下面,我們看看類適配模式怎么樣的。
類適配器模式
廢話少說,直接上圖:
看到這個(gè)圖,大家應(yīng)該很容易理解的吧,通過繼承的方法,適配器自動(dòng)獲得了所需要的大部分方法。這個(gè)時(shí)候,客戶端使用更加簡單,直接
Target t = new SomeAdapter();
就可以了。
適配器模式總結(jié)
類適配和對(duì)象適配的異同
一個(gè)采用繼承,一個(gè)采用組合;
類適配屬于靜態(tài)實(shí)現(xiàn),對(duì)象適配屬于組合的動(dòng)態(tài)實(shí)現(xiàn),對(duì)象適配需要多實(shí)例化一個(gè)對(duì)象。
總體來說,對(duì)象適配用得比較多。
適配器模式和代理模式的異同
比較這兩種模式,其實(shí)是比較對(duì)象適配器模式和代理模式,在代碼結(jié)構(gòu)上,它們很相似,都需要一個(gè)具體的實(shí)現(xiàn)類的實(shí)例。但是它們的目的不一樣,代理模式做的是增強(qiáng)原方法的活;適配器做的是適配的活,為的是提供“把雞包裝成鴨,然后當(dāng)做鴨來使用”,而雞和鴨它們之間原本沒有繼承關(guān)系。
理解橋梁模式,其實(shí)就是理解代碼抽象和解耦。
我們首先需要一個(gè)橋梁,它是一個(gè)接口,定義提供的接口方法。
public interface DrawAPI { public void draw(int radius, int x, int y); }
然后是一系列實(shí)現(xiàn)類:
public class RedPen implements DrawAPI { @Override public void draw(int radius, int x, int y) { System.out.println("用紅色筆畫圖,radius:" + radius + ", x:" + x + ", y:" + y); } } public class GreenPen implements DrawAPI { @Override public void draw(int radius, int x, int y) { System.out.println("用綠色筆畫圖,radius:" + radius + ", x:" + x + ", y:" + y); } } public class BluePen implements DrawAPI { @Override public void draw(int radius, int x, int y) { System.out.println("用藍(lán)色筆畫圖,radius:" + radius + ", x:" + x + ", y:" + y); } }
定義一個(gè)抽象類,此類的實(shí)現(xiàn)類都需要使用 DrawAPI:
public abstract class Shape { protected DrawAPI drawAPI; protected Shape(DrawAPI drawAPI){ this.drawAPI = drawAPI; } public abstract void draw(); }
定義抽象類的子類:
// 圓形 public class Circle extends Shape { private int radius; public Circle(int radius, DrawAPI drawAPI) { super(drawAPI); this.radius = radius; } public void draw() { drawAPI.draw(radius, 0, 0); } } // 長方形 public class Rectangle extends Shape { private int x; private int y; public Rectangle(int x, int y, DrawAPI drawAPI) { super(drawAPI); this.x = x; this.y = y; } public void draw() { drawAPI.draw(0, x, y); } }
最后,我們來看客戶端演示:
public static void main(String[] args) { Shape greenCircle = new Circle(10, new GreenPen()); Shape redRectangle = new Rectangle(4, 8, new RedPen()); greenCircle.draw(); redRectangle.draw(); }
可能大家看上面一步步還不是特別清晰,我把所有的東西整合到一張圖上:
這回大家應(yīng)該就知道抽象在哪里,怎么解耦了吧。橋梁模式的優(yōu)點(diǎn)也是顯而易見的,就是非常容易進(jìn)行擴(kuò)展。
本節(jié)引用了 這里的例子,并對(duì)其進(jìn)行了修改。
要把裝飾模式說清楚明白,不是件容易的事情。也許讀者知道 Java IO 中的幾個(gè)類是典型的裝飾模式的應(yīng)用,但是讀者不一定清楚其中的關(guān)系,也許看完就忘了,希望看完這節(jié)后,讀者可以對(duì)其有更深的感悟。
首先,我們先看一個(gè)簡單的圖,看這個(gè)圖的時(shí)候,了解下層次結(jié)構(gòu)就可以了:
我們來說說裝飾模式的出發(fā)點(diǎn),從圖中可以看到,接口
Component
其實(shí)已經(jīng)有了
ConcreteComponentA
和
ConcreteComponentB
兩個(gè)實(shí)現(xiàn)類了,但是,如果我們要增強(qiáng)這兩個(gè)實(shí)現(xiàn)類的話,我們就可以采用裝飾模式,用具體的裝飾器來裝飾實(shí)現(xiàn)類,以達(dá)到增強(qiáng)的目的。
從名字來簡單解釋下裝飾器。既然說是裝飾,那么往往就是添加小功能這種,而且,我們要滿足可以添加多個(gè)小功能。最簡單的,代理模式就可以實(shí)現(xiàn)功能的增強(qiáng),但是代理不容易實(shí)現(xiàn)多個(gè)功能的增強(qiáng),當(dāng)然你可以說用代理包裝代理的方式,但是那樣的話代碼就復(fù)雜了。
首先明白一些簡單的概念,從圖中我們看到,所有的具體裝飾者們 ConcreteDecorator 都可以作為 Component 來使用,因?yàn)樗鼈兌紝?shí)現(xiàn)了 Component 中的所有接口。它們和 Component 實(shí)現(xiàn)類 ConcreteComponent 的區(qū)別是,它們只是裝飾者,起裝飾作用,也就是即使它們看上去牛逼轟轟,但是它們都只是在具體的實(shí)現(xiàn)中加了層皮來裝飾而已。
注意這段話中混雜在各個(gè)名詞中的 Component 和 Decorator,別搞混了。
下面來看看一個(gè)例子,先把裝飾模式弄清楚,然后再介紹下 java io 中的裝飾模式的應(yīng)用。
最近大街上流行起來了“快樂檸檬”,我們把快樂檸檬的飲料分為三類:紅茶、綠茶、咖啡,在這三大類的基礎(chǔ)上,又增加了許多的口味,什么金桔檸檬紅茶、金桔檸檬珍珠綠茶、芒果紅茶、芒果綠茶、芒果珍珠紅茶、烤珍珠紅茶、烤珍珠芒果綠茶、椰香胚芽咖啡、焦糖可可咖啡等等,每家店都有很長的菜單,但是仔細(xì)看下,其實(shí)原料也沒幾樣,但是可以搭配出很多組合,如果顧客需要,很多沒出現(xiàn)在菜單中的飲料他們也是可以做的。
在這個(gè)例子中,紅茶、綠茶、咖啡是最基礎(chǔ)的飲料,其他的像金桔檸檬、芒果、珍珠、椰果、焦糖等都屬于裝飾用的。當(dāng)然,在開發(fā)中,我們確實(shí)可以像門店一樣,開發(fā)這些類:LemonBlackTea、LemonGreenTea、MangoBlackTea、MangoLemonGreenTea……但是,很快我們就發(fā)現(xiàn),這樣子干肯定是不行的,這會(huì)導(dǎo)致我們需要組合出所有的可能,而且如果客人需要在紅茶中加雙份檸檬怎么辦?三份檸檬怎么辦?萬一有個(gè)變態(tài)要四份檸檬,所以這種做法是給自己找加班的。
不說廢話了,上代碼。
首先,定義飲料抽象基類:
public abstract class Beverage { // 返回描述 public abstract String getDescription(); // 返回價(jià)格 public abstract double cost(); }
然后是三個(gè)基礎(chǔ)飲料實(shí)現(xiàn)類,紅茶、綠茶和咖啡:
public class BlackTea extends Beverage { public String getDescription() { return "紅茶"; } public double cost() { return 10; } } public class GreenTea extends Beverage { public String getDescription() { return "綠茶"; } public double cost() { return 11; } } ...// 咖啡省略
定義調(diào)料,也就是裝飾者的基類,此類必須繼承自 Beverage:
// 調(diào)料 public abstract class Condiment extends Beverage { }
然后我們來定義檸檬、芒果等具體的調(diào)料,它們屬于裝飾者,毫無疑問,這些調(diào)料肯定都需要繼承 Condiment 類:
public class Lemon extends Condiment { private Beverage bevarage; // 這里很關(guān)鍵,需要傳入具體的飲料,如需要傳入沒有被裝飾的紅茶或綠茶, // 當(dāng)然也可以傳入已經(jīng)裝飾好的芒果綠茶,這樣可以做芒果檸檬綠茶 public Lemon(Beverage bevarage) { this.bevarage = bevarage; } public String getDescription() { // 裝飾 return bevarage.getDescription() + ", 加檸檬"; } public double cost() { // 裝飾 return beverage.cost() + 2; // 加檸檬需要 2 元 } } public class Mango extends Condiment { private Beverage bevarage; public Mango(Beverage bevarage) { this.bevarage = bevarage; } public String getDescription() { return bevarage.getDescription() + ", 加芒果"; } public double cost() { return beverage.cost() + 3; // 加芒果需要 3 元 } } ...// 給每一種調(diào)料都加一個(gè)類
看客戶端調(diào)用:
public static void main(String[] args) { // 首先,我們需要一個(gè)基礎(chǔ)飲料,紅茶、綠茶或咖啡 Beverage beverage = new GreenTea(); // 開始裝飾 beverage = new Lemon(beverage); // 先加一份檸檬 beverage = new Mongo(beverage); // 再加一份芒果 System.out.println(beverage.getDescription() + " 價(jià)格:¥" + beverage.cost()); //"綠茶, 加檸檬, 加芒果 價(jià)格:¥16" }
如果我們需要芒果珍珠雙份檸檬紅茶:
Beverage beverage = new Mongo(new Pearl(new Lemon(new Lemon(new BlackTea()))));
是不是很變態(tài)?
看看下圖可能會(huì)清晰一些:
到這里,大家應(yīng)該已經(jīng)清楚裝飾模式了吧。
下面,我們?cè)賮碚f說 java IO 中的裝飾模式。看下圖 InputStream 派生出來的部分類:
我們知道 InputStream 代表了輸入流,具體的輸入來源可以是文件(FileInputStream)、管道(PipedInputStream)、數(shù)組(ByteArrayInputStream)等,這些就像前面奶茶的例子中的紅茶、綠茶,屬于基礎(chǔ)輸入流。
FilterInputStream 承接了裝飾模式的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn),其實(shí)現(xiàn)類是一系列裝飾器,比如 BufferedInputStream 代表用緩沖來裝飾,也就使得輸入流具有了緩沖的功能,LineNumberInputStream 代表用行號(hào)來裝飾,在操作的時(shí)候就可以取得行號(hào)了,DataInputStream 的裝飾,使得我們可以從輸入流轉(zhuǎn)換為 java 中的基本類型值。
當(dāng)然,在 java IO 中,如果我們使用裝飾器的話,就不太適合面向接口編程了,如:
InputStream inputStream = new LineNumberInputStream(new BufferedInputStream(new FileInputStream("")));
這樣的結(jié)果是,InputStream 還是不具有讀取行號(hào)的功能,因?yàn)樽x取行號(hào)的方法定義在 LineNumberInputStream 類中。
我們應(yīng)該像下面這樣使用:
DataInputStream is = new DataInputStream( new BufferedInputStream( new FileInputStream("")));
所以說嘛,要找到純的嚴(yán)格符合設(shè)計(jì)模式的代碼還是比較難的。
門面模式(也叫外觀模式,F(xiàn)acade Pattern)在許多源碼中有使用,比如 slf4j 就可以理解為是門面模式的應(yīng)用。這是一個(gè)簡單的設(shè)計(jì)模式,我們直接上代碼再說吧。
首先,我們定義一個(gè)接口:
public interface Shape { void draw(); }
定義幾個(gè)實(shí)現(xiàn)類:
public class Circle implements Shape { @Override public void draw() { System.out.println("Circle::draw()"); } } public class Rectangle implements Shape { @Override public void draw() { System.out.println("Rectangle::draw()"); } }
客戶端調(diào)用:
public static void main(String[] args) { // 畫一個(gè)圓形 Shape circle = new Circle(); circle.draw(); // 畫一個(gè)長方形 Shape rectangle = new Rectangle(); rectangle.draw(); }
以上是我們常寫的代碼,我們需要畫圓就要先實(shí)例化圓,畫長方形就需要先實(shí)例化一個(gè)長方形,然后再調(diào)用相應(yīng)的 draw() 方法。
下面,我們看看怎么用門面模式來讓客戶端調(diào)用更加友好一些。
我們先定義一個(gè)門面:
public class ShapeMaker { private Shape circle; private Shape rectangle; private Shape square; public ShapeMaker() { circle = new Circle(); rectangle = new Rectangle(); square = new Square(); } /** * 下面定義一堆方法,具體應(yīng)該調(diào)用什么方法,由這個(gè)門面來決定 */ public void drawCircle(){ circle.draw(); } public void drawRectangle(){ rectangle.draw(); } public void drawSquare(){ square.draw(); } }
看看現(xiàn)在客戶端怎么調(diào)用:
public static void main(String[] args) { ShapeMaker shapeMaker = new ShapeMaker(); // 客戶端調(diào)用現(xiàn)在更加清晰了 shapeMaker.drawCircle(); shapeMaker.drawRectangle(); shapeMaker.drawSquare(); }
門面模式的優(yōu)點(diǎn)顯而易見,客戶端不再需要關(guān)注實(shí)例化時(shí)應(yīng)該使用哪個(gè)實(shí)現(xiàn)類,直接調(diào)用門面提供的方法就可以了,因?yàn)殚T面類提供的方法的方法名對(duì)于客戶端來說已經(jīng)很友好了。
組合模式用于表示具有層次結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù),使得我們對(duì)單個(gè)對(duì)象和組合對(duì)象的訪問具有一致性。
直接看一個(gè)例子吧,每個(gè)員工都有姓名、部門、薪水這些屬性,同時(shí)還有下屬員工集合(雖然可能集合為空),而下屬員工和自己的結(jié)構(gòu)是一樣的,也有姓名、部門這些屬性,同時(shí)也有他們的下屬員工集合。
public class Employee { private String name; private String dept; private int salary; private List<Employee> subordinates; // 下屬 public Employee(String name,String dept, int sal) { this.name = name; this.dept = dept; this.salary = sal; subordinates = new ArrayList<Employee>(); } public void add(Employee e) { subordinates.add(e); } public void remove(Employee e) { subordinates.remove(e); } public List<Employee> getSubordinates(){ return subordinates; } public String toString(){ return ("Employee :[ Name : " + name + ", dept : " + dept + ", salary :" + salary+" ]"); } }
通常,這種類需要定義 add(node)、remove(node)、getChildren() 這些方法。
這說的其實(shí)就是組合模式,這種簡單的模式我就不做過多介紹了,相信各位讀者也不喜歡看我寫廢話。
英文是 Flyweight Pattern,不知道是誰最先翻譯的這個(gè)詞,感覺這翻譯真的不好理解,我們?cè)囍鴱?qiáng)行關(guān)聯(lián)起來吧。Flyweight 是輕量級(jí)的意思,享元分開來說就是 共享 元器件,也就是復(fù)用已經(jīng)生成的對(duì)象,這種做法當(dāng)然也就是輕量級(jí)的了。
復(fù)用對(duì)象最簡單的方式是,用一個(gè) HashMap 來存放每次新生成的對(duì)象。每次需要一個(gè)對(duì)象的時(shí)候,先到 HashMap 中看看有沒有,如果沒有,再生成新的對(duì)象,然后將這個(gè)對(duì)象放入 HashMap 中。
這種簡單的代碼我就不演示了。
到此,關(guān)于“Java策略模式怎么實(shí)現(xiàn)”的學(xué)習(xí)就結(jié)束了,希望能夠解決大家的疑惑。理論與實(shí)踐的搭配能更好的幫助大家學(xué)習(xí),快去試試吧!若想繼續(xù)學(xué)習(xí)更多相關(guān)知識(shí),請(qǐng)繼續(xù)關(guān)注創(chuàng)新互聯(lián)網(wǎng)站,小編會(huì)繼續(xù)努力為大家?guī)砀鄬?shí)用的文章!
本文標(biāo)題:Java策略模式怎么實(shí)現(xiàn)
文章來源:http://chinadenli.net/article42/pijhec.html
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