用策略模式设计车子模型

简介: 小强所在的游戏公司最近设计了一款赛车游戏,游戏中会有很多种的车型,比如自行车、三轮车、小汽车、卡车、跑车等等。基于面向对象的设计思路,小强设计了一个车的超类,并让各种车辆继承这个超类。因为是新游戏,为了看看市场反响,所以第一版本所有类型的车辆只有样式不同,其他功能都一样:

小强所在的游戏公司最近设计了一款赛车游戏,游戏中会有很多种的车型,比如自行车、三轮车、小汽车、卡车、跑车等等。基于面向对象的设计思路,小强设计了一个车的超类,并让各种车辆继承这个超类。因为是新游戏,为了看看市场反响,所以第一版本所有类型的车辆只有样式不同,其他功能都一样:


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上线后,用户反响还不错。于是公司决定大力推行这款游戏,设计更多的功能来吸引玩家的加入。于是,小强接到新的任务,除了样式不一样以外,需要让所有的机动车能够加速。这还不简单吗,基于原来的设计,同时兼备代码的可复用性,小强很快开发出了该功能:


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父类Vehicle添加了一个accelerate()加速方法,这样所有的车辆就都能进行加速了。同时,为了让自行车等非机动车不能加速,在非机动车相关的子类上都覆盖父类的accelerate()方法,当用户调用该方法时,提示用户该类型车辆不能加速。


功能开发完后,小强很是高兴,这个设计简直是棒极了,机动车类型的车辆都可以直接继承父类的accelerate()方法,避免了许多重复的代码编写,而非机动车类型的车辆只需要覆盖父类的方法就行了,虽然麻烦了点,但是没准以后非机动车也要加速功能呢,可以在这上面改啊,多付出总是没错的……


可是在一次Code Review会议中,开发组组长提出了一个问题:如果以后非机动车越来越多,每新增一个都需要覆盖父类的accelerate()方法是不是太麻烦了。而且,如果以后有更多机动车有而非机动车没有的方法(比如:给车辆加汽油),都按这个设计,添加一个非机动车就需要覆盖一大堆的与自己无关的方法,那真是一场灾难。


看来,这样的设计确实还是存在缺陷。会议结束后,小强思考了一番:上面的问题是因为Vehicle类涵盖了机动车的方法,但是这个方法却不适用于非机动车。那是不是把这些子类对象中,部分有部分没有的方法抽象出来,不放在Vehicle中,而是放在另个一单独的结构中,让各种类型车辆挑选着继承或实现不就行了。


说干就干,小强很快又设计出了一个版本。因为Java不能多重继承,所以,使用接口来放这些方法,子类按需实现即可:


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这么设计解决了上面提到的问题,自行车等非机动车不再需要维护一个本不该自己维护的方法,而汽车、卡车等车辆按需继承AccelerateAble接口,在自己的类中实现具体的加速方法。嗯,按需分配,各得其所,就这么搞。


可当小强动手敲代码时就犯起了嘀咕,他发现虽然非机动车不再需要继承accelerate()方法了,可是每一个机动车却需要了。而且因为加速方法的实现都是一样的,却在机动车类型的车辆中各自都要复制一份,代码可复用性太差了。而最最无法接受的是,将来要是要修改这个accelerate()方法,每一个机动车实现类都要修改一遍,这还不如之前的设计呢……


细心的组长发现了正在焦头烂额的小强,再看看他的新设计,笑着说:“其实,你这个新的设计方案虽然不可行,但是已经有一点对的思路了。你能意识到把应用中可能变化的东西提取封装起来,好让其他部分不再受到影响这点很好,可是实现上需要一些改动:如果把accelerate的实现也抽象出来你看怎么样?”。


把实现也抽象出来?那要怎么弄呢?想想看,抽象出来的东西会是这样:


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怎么让机动车和非机动车获取到这些实现呢?还是实现AccelerateBehavior接口明显不对,因为接口的具体实现已经有了。不用实现的话,那该怎么办呢?对了!用组合的方式。嗯~is a不行就用has a试试。而基于最开始的设计,由于各类型车辆都继承自Vehicle父类,将AccelerateBehavior作为一个成员变量放入Vehicle类中再好不过了。经过一番折腾,小强终于写出了自己满意的方案


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通过上面的修改,解决了之前遇到的两个问题,非机动车可以不再需要维护自己不需要的accelerate()方法;同时,机动车也可以复用父类给予的机动车加速方法,而具体使用的时候,在构造方法中构建具体的accelerateBehavior属性就可以啦,代码类似这样:


class Bicycle extents Vehicle{    public Bicycle(){      this.accelerateBehavior = new NoAccelerate();    }    void style(){      //自行车装饰    }}class Car extents Vehicle{    public Car(){      this.accelerateBehavior = new CarAccelerate();    }    void style(){      //小汽车装饰    }}public static void main(){  Vehicle bicycle = new Bicycle();  bicycle.performAccelerate();  Vehicle car = new Car();  car.performAccelerate();}


不知道大家有没有发现,上面的设计还有一个好处就是,以后如果各种车辆的加速方法不一样的话,只需要设计不同的加速方法实现类实现AccelerateBehavior接口,而在具体的车辆构造方法中构造具体的加速属性就可以啦。而且,如果之后还想要搞出一个时而可以加速,时而不能加速的车子(比如小汽车没油了),那么我们可以添加set方法对accelerateBehavior成员变量进行设置,实现动态设置是否可加速。啧啧啧,太棒了!


class Car extents Vehicle{  public Car(){    this.accelerateBehavior = new CarAccelerate();  }  void style(){    //小汽车装饰  }  public void setAcclerateBehavior(AcclearteBehavior acc){    this.acclerateBehavior = acc;  }}


拿着最新的设计方案,组长对小强赞许了一番。这个设计:

  • 将应用中变化的地方抽取封装出来,不和不变的代码混在一起;
  • 针对接口(抽象)编程,代码更易于维护,可扩展性也更好;
  • 通过组合而非继承的方式,代码可扩展性更大;


没错,其实上面的这个设计,就是我们要提到的第一个设计模式--策略模式的设计思路:通过抽象封装出算法族,让它们之间可以相互替换,此模式让算法的变化独立于使用算法的用户,用户无需关心算法的具体实现,是要设置好,用就行了。


当然强哥这里只是提了设计的思路,而具体如何使用,如果大家还是一头雾水的话,强哥在今天的第二篇推文中,也转了一篇比较简单易懂的策略模式的具体使用,有兴趣的大家可以看看。


本文编写主要参考自:《Head First设计模式》一书,有兴趣的可以买这本书看看哦,真的是一本极力推荐的书!


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