4.1. 策略(Strategy)模式

抽象和一般化
把行为想成是「一族算法」。在SimUDuck的设计中，算法 代表能做的事（不同的叫法和飞行法），可以换成其它任 意的算法。 –再次注意逻辑类和工具类：工具类总是容易替换的。逻 辑类却与具体的案例有关。 –另一个理解的角度：抽象的部分与实现的部分。我们努 力把抽象的部分与实现的部分分开。 –配合其它的模式，可以可以设计出更复杂、更灵活的运 用。
策略（Strategy）模式 策略（Strategy）模式
康凯
例
一套模拟鸭子游戏：SimUDuck。游戏中出现各种Duck，鸭 子会游泳（swim) ，也会叫(quack)。
需求总是变化的
现在得让鸭子能飞
一种自然的想法
只需要在Duck类中加上fly()方法，所有Duck就都会继承 fly()。
设计原则：封装变化 设计原则：封装变化
找出应用中可能需要变化之处，把它们单独封装起来，与 不需要变化的代码隔离开。 这个原则并不仅仅是针对类而言。 几乎每个设计模式模式都体现了「系统中的某部分改变不 会影响其他部分」。
把会变化的部分取出并封装起来，以便以后可以轻易地扩 充此部分，而不影响不需要变化的其他部分。 几乎是每个设计模式背后的精神所在。所有的模式都提供 了一套方法让「系统中的某部分改变不会影响其他部分」。 架构、模块、代码。。。
继承的常见用途
基类已经实现的东西可以被派生类复用－－要小心。 多态。 –部分的多态－－模板等 表示传递关系。
什么时候才应当使用继承复用？
继承代表“一般化/特殊化”关系，其中基类代表一般，而 派生类代表特殊，派生类将基类特殊化或者扩展化。只有 当以下的Coad条件全部被满足时，才应当使用继承关系： 1）派生类是基类的一个特殊种类，而不是基类的一个角色， 也就是要区分“Has-A”与“Is-A”两种关系的不同。Has-A 关系应当使用聚合关系描述，而只有Is-A关系才符合继承关 系。
什么时候才应当使用继承复用？
2）永远不会出现需要将派生类换成另一个类的派生类的情 况。如果设计师不是很肯定一个类会不会在将来变成另一 个类的派生类的话，就不应当将这个类设计成当前这个基 类的派生类。 3）派生类具有扩展超类的责任，而不是具有置换掉 （Override）或者注销掉（Nullify）基类的责任。如果派生 类需要大量的置换掉超类的行为，那么这个类不应当成为 这个基类的派生类。 4）只有在分类学角度上有意义时，才可以使用继承，不要 从工具类继承。
设计原则：针对接口编程， 而 针对接口编程， 针对接口编程 不是针对实现编程。 不是针对实现编程
针对实现：行为是继承超类的具体实现而来，或是继承某 个接口并由子类自行实现而来。 缺点：依赖于「实现」，被实现绑死， 很难更改行为 多态 –面向对象的重要支撑。 –我们不知道实际的子类型是「什么」。我们只关心它知 道如何正确地进行 makeSound()的动作就够了。
类关系: (请标注 类关系: (请标注） 请标注）
类关系: (请标注） –IS - A（是一个） –HAS - A（有一个） –IMPLEMENTS（实现）
设计原则：多用组合，少用继 承。
滥用继承：未能正确理解OO的标志。 『有一个』可能比『是一个』更好。 –高耦合 –无法复用 –影响被扩散与放大 –代码的复杂度增加 –不能适应变化 – …
XXX模式
我建立了这一个广播类，能够追踪所有的对象，只要有新 资料进来，就会通知每个倾听者。而且，倾听者可以随时 加入此广播系统，甚至可以随时将自己移除。这样的设计 方式相当动态和松耦合。
不能套用合适的模式？ 不能套用合适的模式？
有一些面向对象原则，适用于所有的模式。当无法找到适 当的模式解决问题时，可以求助于些原则。
思考
在我们的新设计中， 如果要在系统中加上一个动力的飞行 动作，应该怎么做？
答案
建立一个FlyRocketPowered类，实现Fly Behavior接口。
鸭子类与行为类的绑定
在Duck类中加入飞和叫的接口变量；删除所有Duck（子） 类中有关飞和叫的方法，用performFly()和performQuack() 取代fly与quack。
聚合：逻辑模块与实现模块的分离： – 从现在开始，鸭子的行为将被放在分开的类中，此类专 门提供某行为的实现。这样，鸭子类就不再需要知道行 为的实现细节。
思考：哪种分离更彻底。
进一步
我们的目标：希望一切能有弹性。 思考：运行时动态改变行为： 思考：运行时动态改变行为： 红头鸭＋飞；红头鸭＋叫；红头鸭＋飞＋叫；绿头鸭＋飞； 绿头鸭＋叫；绿头鸭＋飞＋叫;… 鸭子行为没有弹性 －> 分离出行为 让鸭子的行为可以动态地改 －> 比如在「运行时」动态地 「改变」某类DUCK的飞行行为。
除了抽象、封装、继承这几个OO中的常用的方案外，要随 时想到系统以后可能需要的变化以及应付变化的原则。
例
一个系统，需要能在三个国家中计算税费，检查地址，计 算运费。
分析矩阵
谢谢
输出结果 1）I can’t fly 2）I’m flying with a rocket! 当调用继承来的setter方法，把动力飞行的行为设定到模型 鸭中。 Great! 模型鸭突然具有火箭动力飞行能力。 以后我们可以随时调用这两个方法改变鸭子的飞和叫的行 为。
整体的格局
整个重新设计后的类结构，有我们期望的一切，而且分布 合理： –的基类Duck实现swim。 –的子类实现display。 –飞行行为实现FlyBehavior接口。 –叫行为实现QuackBehavior接口。
思考
如何实现鸭子，然的想法：增加一个设定方法（sett ermethod）设定鸭 子的行为，而不是在鸭子的构造器内实例化。
为模型鸭ModelDuck增加动力的飞行行为：
Duck model = new ModelDuck(); model.performFly(); model.setFlyBehavior(new FlyRocketPowered()); model.performFly();
还有遗憾，但是…
对绿头鸭： quackBehavior = new Quack(); flyBehavior = new FlyWithWings(); 缺点：始化实例变量的作法不够弹性。 好在我们是针对接口编程的，可以通过一些手段方便地运 行时动态地改变具体行为的指向。
部分代码
public abstract class Duck { FlyBehavior flyBehavior; QuackBehavior quackBehavior; public Duck() {} public abstract void display(); public void performFly() { flyBehavior.fly(); } public void performQuack() { quackBehavior.quack(); } public void swim() { System.out.println(“All ducks float, even decoys!”); } }
考虑
常见的类应该代表某种「东西」，同时具备状态与行为。 此处用一个类代表一个行为？ 一般状态指成员变量， 行为指方法。 –其实是逻辑类 功能/实体类 逻辑类和功能 逻辑类 功能/实体类的概念。而且我们鼓励把 逻辑类和功能类分开。－－功能类可以复用；逻辑类更 清晰。 • 逻辑类中又有逻辑和功能；功能类中又功能与 逻辑。 • 实现「飞」的功能时，需要有高度、速度等变量做逻 辑控制，但「飞」对于外界来说它是功能模块。
使用组合建立系统具有很大的弹性， 不仅可将算法族封装 成类， 更可以在运行时动态地改变行为，只要组合的行为 对象，符合正确的接口标准即可。－－有很多其它的设计 模式来产生不同的组合。
策略模式
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。
练习
下面是一堆杂乱的类与接口： 动作冒险游戏。包括代表游戏角色的类，以及武器行为的 类。每个角色一次只能使用一个武器，但是可以在游戏的 过程中换武器。 任务： 1.安排类。 2.找出一个抽象类、一个接口、以及八个类。 3.在类之间画箭头。 A.继承。B.实现接口。C.「有一个」关系。 4. 把setWeapon() 方法放到正确的类中。
会飞的「橡皮鸭」 会飞的
不好的后果：并非Duck的所有子类都会飞。在Duck超类中 加上新的行为， 这会使得某些子类也具有这个不恰当的行 为。
「橡皮鸭」不具有飞的能力，但基类强制它继承了这个行 为。
教训
在超类中加上一个行为，就会导致所有的子类都强制具备 该行为，连那些不该具备的子类也无法免除。 进一步 ：对代码所做的局部修改，影响层面可能不只局部。 进一步 ：当涉及到扩展时，为了复用代码目的而使用继承 并不总是合适的。
利用接口
问题
重复的代码会变多 －－ 对不支持基类中有实现的多继承 的语言。 代码无法复用。相同的实现分布在多个子类。 C++中多继承的问题。
• 继承并不是适当的解决方式 • 单继承：并非所有的子类都具有Fly和Quack的行为。 • 多继承：继承在解决问题的同时造成代码无法复用。 • 单/多继承：具有Fly属性的子类，飞行的动作可能还有 多种变化。 • 多继承：Java等的接口不具有实现代码， 继承接口无法 达到代码的复用。 • 我们希望的目标 • 当需要改变软件时，可以在对既有的代码影响最小的情 况下，轻易达到花较少时间重做代码，而多让程序去做 它本身的事。
原始的类与接口
答案
共享的词汇
设计模式: –开发人员之间有共享的词汇 –可以帮助提升思考架构的层次到模式层面，而不是停留 在琐碎的对象上。 我要一份涂了奶酪以及果酱的白面包、加了香草冰淇淋的 巧克力汽水、夹了培根的火烤起司三明治、鲔鱼色拉土司、 香蕉船（有冰淇淋和香蕉片）、一杯加了奶精和两颗糖的 咖啡...还有一个烧烤汉堡！ 给我一份C . J .白的，一个黑与白，一份杰克班尼，一份 Radio，一份主厨船，一个普通咖啡， 还有给我烧一个！