策略模式与责任链模式

参考教程：https://www.bilibili.com/video/BV1G4411c7N4
代码实现 Github：https://github.com/yaokuku123/pattern

策略模式

案例

编写鸭子项目，具体要求如下:

有各种鸭子(比如野鸭、北京鸭、水鸭等，鸭子有各种行为，比如叫、飞行等)
显示鸭子的信息

传统方法

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分析

传统的方式实现的问题分析和解决方案

其它鸭子，都继承了Duck类，所以fly让所有子类都会飞了，这是不正确的
上面说的1 的问题，其实是继承带来的问题：对类的局部改动，尤其超类的局部改动，会影响其他部分。会有溢出效应
为了改进1问题，我们可以通过覆盖fly 方法来解决 => 覆盖解决
问题又来了，如果我们有一个玩具鸭子ToyDuck, 这样就需要ToyDuck去覆盖Duck 的所有实现的方法 => 解决思路策略模式 (strategy pattern)

策略模式

解释：定义算法族，分别封装起来，让他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。这算法体现了几个设计原则，第一、把变化的代码从不变的代码中分离出来；第二、针对接口编程而不是具体类（定义了策略接口）；第三、多用组合/聚合，少用继承（客户通过组合方式使用策略）。

代码实现

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说明：从上图可以看到，客户context 有成员变量strategy或者其他的策略接口 ,至于需要使用到哪个策略，我们可以在构造器中指定.

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package com.yqj.pattern.strategy;

abstract class Duck{
    //属性，策略接口
    protected FlyBehavior flyBehavior;

    public Duck(FlyBehavior flyBehavior) {
        this.flyBehavior = flyBehavior;
    }
    
    public abstract void display();

    public void quack(){
        System.out.println("鸭子嘎嘎叫");
    }

    public void swim(){
        System.out.println("鸭子会游泳");
    }

    public void fly(){
        if (flyBehavior!=null){
            flyBehavior.fly();
        }
    }

    public void setFlyBehavior(FlyBehavior flyBehavior) {
        this.flyBehavior = flyBehavior;
    }
}

class PekingDuck extends Duck{


    public PekingDuck() {
        super(new BadFlyBehavior());
    }

    @Override
    public void display() {
        System.out.println("北京鸭");
    }
}

class ToyDuck extends Duck{

    public ToyDuck() {
        super(new UnFlyBehavior());
    }

    @Override
    public void display() {
        System.out.println("玩具鸭");
    }
}

class WildDuck extends Duck{

    public WildDuck() {
        super(new GoodFlyBehavior());
    }

    @Override
    public void display() {
        System.out.println("野鸭");
    }
}

interface FlyBehavior{
    void fly();
}

class BadFlyBehavior implements FlyBehavior{

    @Override
    public void fly() {
        System.out.println("飞翔技术一般");
    }
}

class GoodFlyBehavior implements FlyBehavior{

    @Override
    public void fly() {
        System.out.println("飞翔技术高超");
    }
}

class UnFlyBehavior implements FlyBehavior{

    @Override
    public void fly() {
        System.out.println("不会飞翔");
    }
}

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Duck wildDuck = new WildDuck();
        wildDuck.fly();
        System.out.println("=====");
        Duck pekingDuck = new PekingDuck();
        pekingDuck.fly();
        pekingDuck.setFlyBehavior(new UnFlyBehavior());
        pekingDuck.fly();
        System.out.println("=====");
        Duck toyDuck = new ToyDuck();
        toyDuck.fly();
    }
}

小结

策略模式的关键是：分析项目中变化部分与不变部分
策略模式的核心思想是：多用组合/聚合，少用继承；用行为类组合，而不是行为的继承。更有弹性
体现了“对修改关闭，对扩展开放”原则，客户端增加行为不用修改原有代码，只要添加一种策略（或者行为）即可，避免了使用多重转移语句（if..else if..else）
提供了可以替换继承关系的办法：策略模式将算法封装在独立的Strategy类中使得你可以独立于其Context改变它，使它易于切换、易于理解、易于扩展
需要注意的是：每添加一个策略就要增加一个类，当策略过多是会导致类数目庞大

责任链模式

案例

学校OA系统的采购审批项目：需求是

采购员采购教学器材
如果金额小于等于5000, 由教学主任审批（0<=x<=5000）
如果金额小于等于10000, 由院长审批（5000<x<=10000）
如果金额小于等于30000, 由副校长审批（10000<x<=30000）
如果金额大于30000, 由校长审批（x>30000）

传统方法

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分析

传统方式是：接收到一个采购请求后，根据采购金额来调用对应的Approver (审批人)完成审批。
传统方式的问题分析 : 客户端这里会使用到分支判断(比如 switch) 来对不同的采购请求处理，这样就存在如下问题：(1) 如果各个级别的人员审批金额发生变化，在客户端的也需要变化 (2) 客户端必须明确的知道有多少个审批级别和访问
这样对一个采购请求进行处理和 Approver (审批人) 就存在强耦合关系，不利于代码的扩展和维护
解决方案 =》职责链模式

责任链模式

解释：为请求创建了一个接收者对象的链(简单示意图)。这种模式对请求的发送者和接收者进行解耦。职责链模式通常每个接收者都包含对另一个接收者的引用。如果一个对象不能处理该请求，那么它会把相同的请求传给下一个接收者，依此类推。

代码实现

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对原理类图的说明-即(职责链模式的角色及职责)

Handler : 抽象的处理者, 定义了一个处理请求的接口, 同时含义另外Handler
ConcreteHandlerA , B 是具体的处理者, 处理它自己负责的请求，可以访问它的后继者(即下一个处理者)。如果可以处理当前请求则处理，否则就将该请求交个后继者去处理，从而形成一个职责链
Request ，含有很多属性，表示一个请求

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package com.yqj.pattern.responsibility;
//请求类
class PurchaseRequest{
    private Integer id;
    private Float price;

    public PurchaseRequest(Integer id, Float price) {
        this.id = id;
        this.price = price;
    }

    public Integer getId() {
        return id;
    }

    public Float getPrice() {
        return price;
    }
}

//抽象类，定义处理请求的审批人
abstract class Approver{
    protected Approver approver;
    protected String name;

    public Approver(String name) {
        this.name = name;
    }

    public void setApprover(Approver approver) {
        this.approver = approver;
    }

    public abstract void processRequest(PurchaseRequest request);
}

//具体审批人
class DepartmentApprover extends Approver{

    public DepartmentApprover(String name) {
        super(name);
    }

    @Override
    public void processRequest(PurchaseRequest request) {
        if (request.getPrice() <= 5000){
            System.out.println("请求编号："+request.getId()
                    +" 金额："+request.getPrice()+"被"+this.name+"处理");
        }else {
            approver.processRequest(request);
        }
    }
}

class CollegeApprover extends Approver{

    public CollegeApprover(String name) {
        super(name);
    }

    @Override
    public void processRequest(PurchaseRequest request) {
        if (request.getPrice() <= 10000 && request.getPrice() > 5000){
            System.out.println("请求编号："+request.getId()
                    +" 金额："+request.getPrice()+"被"+this.name+"处理");
        }else {
            approver.processRequest(request);
        }
    }
}

class ViceSchoolMasterApprover extends Approver{

    public ViceSchoolMasterApprover(String name) {
        super(name);
    }

    @Override
    public void processRequest(PurchaseRequest request) {
        if (request.getPrice() <= 30000 && request.getPrice() > 10000){
            System.out.println("请求编号："+request.getId()
                    +" 金额："+request.getPrice()+"被"+this.name+"处理");
        }else {
            approver.processRequest(request);
        }
    }
}

class SchoolMasterApprover extends Approver{

    public SchoolMasterApprover(String name) {
        super(name);
    }

    @Override
    public void processRequest(PurchaseRequest request) {
        if (request.getPrice() > 30000){
            System.out.println("请求编号："+request.getId()
                    +" 金额："+request.getPrice()+"被"+this.name+"处理");
        }else {
            approver.processRequest(request);
        }
    }
}


public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        //创建请求
        PurchaseRequest request = new PurchaseRequest(233, 6000.0f);
        //创建审批人
        Approver departmentApprover = new DepartmentApprover("系主任");
        Approver collegeApprover = new CollegeApprover("院长");
        Approver viceSchoolMasterApprover = new ViceSchoolMasterApprover("副校长");
        Approver schoolMasterApprover = new SchoolMasterApprover("校长");
        //设置各级审批人下一个审批人(构成环形)
        departmentApprover.setApprover(collegeApprover);
        collegeApprover.setApprover(viceSchoolMasterApprover);
        viceSchoolMasterApprover.setApprover(schoolMasterApprover);
        schoolMasterApprover.setApprover(departmentApprover);

        departmentApprover.processRequest(request);
        viceSchoolMasterApprover.processRequest(request);

    }
}

小结

将请求和处理分开，实现解耦，提高系统的灵活性
简化了对象，使对象不需要知道链的结构
性能会受到影响，特别是在链比较长的时候，因此需控制链中最大节点数量，一般通过在Handler中设置一个最大节点数量，在setNext()方法中判断是否已经超过阀值，超过则不允许该链建立，避免出现超长链无意识地破坏系统性能
调试不方便。采用了类似递归的方式，调试时逻辑可能比较复杂
最佳应用场景：有多个对象可以处理同一个请求时，比如：多级请求、请假/加薪等审批流程、Java Web中Tomcat对Encoding的处理、拦截器