Head First Design Mode(2)-设计模式入门（策略模式）

该系列文章系个人读书笔记及总结性内容，任何组织和个人不得转载进行商业活动！

 

设计模式入门：

    欢迎来到设计模式世界；

    我们会看到设计模式的用途和优点，再看看关键的OO原则，通过实例来了解模式是如何运作的；

    以往是代码复用，现在是经验复用；

 

模拟鸭子的应用：

    Duck（鸭子）会Quark（呱呱叫）和 Swim（游泳）；

    我们定义超类Duck：：quark();swim();dispaly();

        外观display方法是一个抽象方法，因为每种鸭子的外观各有不同；

    ADuck,BDuck子类型的鸭子实现了display()方法；共同继承自Duck类；

 

这是一种继承的方式，在学习Java时一定学习过类似的题目；

 

现在让鸭子能飞：

    利用继承，我们在Duck类中添加fly()方法；

    但是，很多“橡皮鸭子”飞来飞去，因为父类中的方法会被所有子类继承；

    导致很多不适合’飞’行为的子类也具有了该行为；

 

当涉及“维护”时，为了“复用”（reuse）目的而使用继承，结局并不完美；

 

继承下的做法：

    在橡皮鸭类中把fly()方法覆盖掉，让它什么都不做；

    带来的问题是，其他类型的鸭子都会受到影响，你不得不为其他不会叫的鸭子类重写fly()方法；

    而当加入新鸭子时，由不得不检查这些方法；

 

我们不想代码在多个子类中重复，又很难知道鸭子的全部行为，最重要的，这样修改 会导致 牵一发而动全身，这显然不是我们想要的；

 

利用接口：

    需要一个清晰的方法，让某些鸭子类型可飞或可叫；

    我们把fly()和quark()分别声明在接口Flyable和Quarkable中，需要飞的鸭子实现相应的接口即可；

 

但这个设计真的好吗，这是一个多对多的关系，如果有20种鸭子，他们的飞行行为需要调整，那简直就是灾难；

 

我们看到：

    继承并不是适当的解决方式；

    接口解决了一部分问题，但是代码却没法有效的复用；

 

采用良好的OO软件设计原则：

    软件开发的不变真理就是变化——不管当初软件设计的多好，一段时间后，总要成长与改变；

 

把问题归零：

    我们知道了使用继承并不能很好的解决问题，因为鸭子的行为在子类里不断的变化，让所有的子类都有这些行为是不恰当的；

    使用接口虽然解决了一部分问题，但是接口只有声明不具有实现的代码，所以实现接口无法达到代码复用；

 

适应此情况的设计原则：

    找到应用中变化之处，独立出来，不要和不需要变化的代码混在一起；

    变化的代码进行封装，使代码变化引起的后果变小，系统变得更有弹性；

 

该原则的另一种思考方式：

    把会变化的部分取出来并封装起来，以便以后轻易地改动或扩充此部分，而不影响不需要变化的其他部分；

 

这几乎是所有设计模式背后的精神所在“系统中的某部分改变不会影响其他部分”；

 

分开变化的 和 不变的：

    新建两组类与Duck无关的，一组是fly相关，一组是quark相关，每组类将实现各自的动作（高飞类、底飞类，咕咕叫类、嘎嘎叫类…）；

    这样取出来的一组fly相关类，就可以用来表示Duck的fly行为，一个鸭子可以有多种行为；

 

设计鸭子的行为：

    一切能有弹性；比如，新建一个绿头鸭，初始的飞行行为是高飞，在运行过程中，我们可以动态的改变成底飞；

 

第二个设计原则：

    针对接口编程，而不是针对实现编程；

 

比如fly行为被放在多个分开的类中，而这些类专门提供fly行为接口的实现；

这样鸭子类就不再需要知道行为的实现细节；

 

我们用接口代表了行为：FlyBehavior、QuarkBehavior；

    由具体的行为类而不是Duck类来实现行为接口；

 

以往是行为来自超类的具体实现，或继承某个接口由子类自行实现而来；这两种做法都依赖于实现，没办法改变行为；

 

“针对接口编程”真正的意思是“针对超类型编程”：

    因为所有实现接口的类，其接口类型，都可以看作是实现类的超类（或父类）；

    由于实现了相同的接口，他们就是相同的类型了，变量声明类型都是超类型；

    这利用了多态，执行时会根据实际状况执行真正的行为；

    超类型，通常是一个抽象类或一个接口；

 

如此，只要是具体实现此超类型的类所产生的对象，都可以指定给这个变量；这意味着，声明类时不用理会以后执行时的真正对象类型；

 

针对实现编程：

    Dog dog1 = new Dog();
    dog1.bark();

 

针对接口编程：

    Animal animal = new Dog();
    animal.makeSound();

 

而且，子类实例化执行的new动作不再需要在代码中硬编码，实际的子类型是什么不一定要知道，我们只关心他是否能正确的执行相应的动作；

 

实现鸭子的行为：

    FlyBehavior-interface: fly();

        FlyHigh: :fly();

        FlyLow: :fly();

    QuarkBehavior: quark();

        QuarkGugu: :quark();

        QuarkGuagua: :quark();

 

    这样的设计这些行为被其他代码复用，因为它们已经和鸭子无关了；

 

整合鸭子的行为：

    鸭子现在将飞和叫的动作“委托”给了其他对象处理，而不是用Duck类的叫和飞；

1）在Duck类中加入两个实例变量，均声明为接口类型；

2）使用performFly()和performQuark()方法，其中通过实例变量调用fly()和quark();

    鸭子对象不亲自处理叫和飞的行为，而是委托给两个实例变量对象；

3）新建鸭子DuckSub1，在初始化方法中为实例变量赋值：高飞 咕咕叫！（实例变量是从父类继承来的）

 

编译运行下：

bogon:第一章 huaqiang$ javac *.java
bogon:第一章 huaqiang$ java DuckDrive
Fly high !
Quark gugu !
DuckSub1!

由于实例变量是接口类型的，我们也可以为它指定相同接口不同的实现类；

 

动态设定行为：

    加入如下两个方法；

public void setFlyBehavior(FlyBehavior fb){
    flyBehavior = fb;    
}

public void setQuarkBehavior(QuarkBehavior qb){
    quarkBehavior = qb;    
}

这样，就可以把 新的行为实现设定给指定的鸭子；

 

封装行为的大局观：

    稍稍改变描述的方式，我们把一组行为，描述为一族算法；

    那么，算法就表示鸭子能做的事，类似的场景：用一群算法计算某城市的销售税金；

 

封装飞行行为（各种飞行方式）：一族算法；

……

 

我们发现同一族里的算法是可以互换的；

 

在上述示例中一定要明确几种关系：IS-A、HAS-A、IMPLEMENTS；

 

有一个的关系可能比是一个更好：

    每个鸭子有一个FlyBehavior和QuarkBehavior，好将飞和叫 委托给他们代为处理；

    这里将两个行为类 进行了 “组合”；鸭子的行为不是继承来的，而是适当行为对象组合来的；

 

第三个设计原则：

    多用组合，少用继承；

 

实用组合将算法族封装成类，在符合正确的接口标准时，建立的系统也很有弹性；

 

此间，我们用了学到的第一个设计模式：策略模式；

 

策略模式：

    定义了算法族，分别封装起来，让他们之间互相替换，此模式让算法的变化独立于使用算法的客户；

 

如何使用设计模式：

    我们开发需要使用别人设计好的库和框架；我们挑选好组件，把他们放到合适的地方；

    但是，库和框架无法帮助我们将应用组织成容易了解、容易维护、具有弹性的架构，所以需要设计模式，并在合适的场景中使用之；

    

设计模式告诉我们如何组织类和对象已解决某种问题；

 

有很多面向对象的原则，使用所有模式，当没有找到合适的设计模式时，遵循这些原则即可，下一章我们继续学习；

 

总结：

1.知道OO基础，不足以设计出良好的OO系统；

2.良好的OO设计必须具备 复用 可扩充 可维护三个特性；

3.模式可以让我们建造出具有良好OO设计质量的系统；

4.模式被认为是经历验证的OO设计经验；

5.模式不是代码，而是针对设计问题的通用解决方案；

6.大多数模式和原则，都着眼于软件变化的主题；

7.我们常把系统中会变化的部分抽出来封装；

8.模式让开发人员之间有共享的语言，能够最大化沟通的价值；

 

OO基础：

    抽象 封装  多态 继承；

OO原则：

    封装变化

    多用组合，少用继承

    针对接口编程，不针对实现编程；

OO模式：

    策略模式：定义算法族，分别封装起来，让他们之间互相替换，此模式让算法的变化独立于使用算法的客户；