設計模式 之 策略模式

設想有一個游戲，游戲中有各種鴨子，它們可以飛，也可以呱呱叫。這樣一個游戲該怎樣設計呢？

一、使用繼承：

鴨子雖然有不同的種類，但是也有一定的相同之處，所以我們可以從鴨子中提取一個父類Duck，讓不同種類的鴨子類繼承自父類，將所有鴨子共有的屬性和行為放到父類中。這種思想對應的類圖如下：

這樣做看似沒有錯誤，但實際上存在以下兩個方面的錯誤：

1、子類的可用行為可能遠大於我們的期待範圍。把所有方法和屬性都定義在Duck父類中，再由所有子類去繼承這個父類，那麼所有的子類就都具備父類的方法和屬性。就拿這個游戲的例子來說，如果加入一個方法fly()，那麼就算是橡皮鴨（RubberDuck）類也一定會具備fly()的行為。

2、這種方法並不能有效的解決代碼重覆問題。拿上一條中的fly()方法來說，既然不同的鴨子具有不同的飛行方式，則fly()方法的方法體一定是寫在子類中；而不同種類的鴨子的飛行方式也可能是相同的，所以我們就可能不得不在多個鴨子中使用相同的fly()方法，而在另外一些鴨子中使用另一種fly()方法。

二、增加介面：

我們可以把Duck父類中的fly()方法提取出來定義成介面，稱為Flyable，其中定義一個抽象方法fly()，讓可以飛的Duck子類實現這個介面並實現fly()方法。各個類中的行為細節及類間關係如下圖所示。

使用介面有效的解決了上面的第一個問題，即可以有效的控制各個子類的行為範圍，不會出現“子類具有父類的所有方法”的情況了。但是，JAVA中的介面中不具備代碼實現功能，所以這樣做並沒有解決代碼重覆的問題。

三、解決問題：

我們需要找出應用中可能需要變化的地方，把它們獨立出來，不要和那些不需要變化的代碼混在一起，即把會變化的部分取出並封裝起來，一邊以後可以輕易的改動或擴展此部分，而不影響不需要變化的部分。

在上面的兩次嘗試（使用繼承、增加介面）中，我們都只是把共有的屬性和行為抽出來封裝成父類或介面，但在這裡，我們要儘量兩次封裝，即在業務類上面還有兩層封裝類。對於一種行為，我們首先將這種行為抽取出來作為一個總的行為介面，然後再在這個介面下麵定義多個不同的實現類，最後再在業務類中調用父類完成業務。簡單的說，在上面兩種嘗試中，我們只是定義了兩個互不相關的行為，而在這種方法中，我們定義的是一組有關聯的行為。

拿我們這個例子中的fly()方法舉例，飛，可能是用翅膀飛（FlyWithWings），也可能是坐火箭飛（FlyRocketPower）。因此，我們定義一個總的介面FlyBehavior，在這個介面中定義一個抽象方法fly()。再定義兩個實現FlyBehavior介面的類FlyWithWings和FlyRocketPower，這兩個類實現FlyBehavior介面，並實現介面中的fly()方法。另外，我們在Duck父類中定義一個FlyBehavior的介面變數，在生成鴨子實體的時候，給其FlyBehavior賦值，以此決定鴨子的飛行方式。我們還可以在Duck父類中定義一個設置飛行方式的方法setFlyBehavior()，來動態的改變鴨子的飛行方式。以下是類圖：

以下貼出對這個問題的解決方案的代碼：

介面FlyBehavior中的代碼：

1 public interface FlyBehavior {
2     void fly();
3 }

FlyBehavior介面的實現類FlyWithWings（用翅膀飛）類中的代碼：

1 public class FlyWithWings implements FlyBehavior {
2     public void fly() {
3         System.out.println("我用翅膀飛！");
4     }
5 }

FlyBehavior介面的實現類FlyRocketPower（坐火箭飛）類中的代碼：

1 public class FlyRocketPower implements FlyBehavior {
2     public void fly() {
3         System.out.println("我坐火箭飛！");
4     }
5 }

FlyBehavior介面的實現類FlyNoWay（不會飛）類中的代碼：

1 public class FlyNoWay implements FlyBehavior {
2     public void fly() {
3         System.out.println("我不會飛！");
4     }
5 }

Duck父類中的代碼：

 1 public abstract class Duck {
 2     private FlyBehavior flyBehavior; // 飛行行為介面對象
 3     // 設置鴨子的飛行行為方式
 4     public void setFlyBehavior(FlyBehavior flyBehavior) {
 5         this.flyBehavior = flyBehavior;
 6     }
 7     // 讓鴨子飛行
 8     public void performFly() {
 9         this.flyBehavior.fly();
10     }
11     // 輸出鴨子的樣子
12     public abstract void display();
13 }

Duck的實體類RedHeadDuck（紅頭鴨）類中的代碼：

 1 public class RedHeadDuck extends Duck {
 2     public RedHeadDuck() {
 3         this.display();
 4         super.setFlyBehavior(new FlyWithWings());
 5     }
 6 
 7     public void display() {
 8         System.out.println("我是紅頭鴨！");
 9     }
10 }

Duck的實體類RubberDuck（橡皮鴨）類中的代碼：

 1 public class RubberDuck extends Duck {
 2     public RubberDuck() {
 3         this.display();
 4         super.setFlyBehavior(new FlyRocketPower());
 5     }
 6 
 7     public void display() {
 8         System.out.println("我是橡皮鴨！");
 9     }
10 }

主函數Main中的代碼：

 1 public class Main {
 2     public static void main(String args[]) {
 3         // 第一隻鴨子：紅頭鴨
 4         Duck duck1 = new RedHeadDuck();
 5         duck1.performFly();
 6         // 第二只鴨子：橡皮鴨（由坐火箭飛改變為不會飛）
 7         Duck duck2 = new RubberDuck();
 8         duck2.performFly();
 9         duck2.setFlyBehavior(new FlyNoWay());
10         duck2.performFly();
11     }
12 }

四、總結：

本例主要用了策略模式。所謂策略模式，即定義演算法族（幾組行為），每組行為封裝一種行為的不同表現形式，讓他們之間可以互相替換。這種模式讓演算法的變化獨立於使用演算法的客戶。