策略模式

//策略模式的本质：少用继承，多用组合
//把基本的共有的特性放到一个基类中，其他的有变动的特性，抽象成接口，并对应应用实现，对于后面要用到某个特殊类可以，用基类+特殊接口类的一个组合。


通过继承在父类中提供行为，会导致以下缺点：

    a. 代码在多个子类中重复;
    b. 运行时的行为不容易改变；
    c. 改变会牵一发动全身，造成部分子类型不想要的改变；

    好啦，还是刚才鸭子的例子，你也许想到使用接口，将飞的行为、叫的行为定义为接口，然后让Duck的各种子类型实现这些接口。这时侯代码类似于：

    public abstract class Duck {
        //将变化的行为 fly() 以及quake()从Duck类中分离出去定义形成接口，有需求的子类中自行去实现

        public void swim() {
            System.out.println("All ducks float, even decoys.");       
        }
       
        public abstract void display();
    }

    //变化的 fly() 行为定义形成的接口
    public interface FlyBehavior {
        void fly();
    }

    //变化的 quack() 行为定义形成的接口
    public interface QuackBehavior {
        void quack();
    }

    //野鸭子会飞以及叫，所以实现接口  FlyBehavior, QuackBehavior
    public class MallardDuck extends Duck implements FlyBehavior, QuackBehavior{
        public void display() {
            System.out.println("Green head.");
        }

        public void fly() {
            System.out.println("Fly.");               
        }

        public void quack() {
            System.out.println("Quack.");               
        }
    }

    //红头鸭子会飞以及叫，所以也实现接口  FlyBehavior, QuackBehavior
    public class RedHeadDuck extends Duck implements FlyBehavior, QuackBehavior{
        public void display() {
            System.out.println("Red head.");
        }   

        public void fly() {
            System.out.println("Fly.");               
        }

        public void quack() {
            System.out.println("Quack.");               
        }   
    }

    //橡皮鸭不会飞，但会吱吱叫，所以只实现接口QuackBehavior
    public class RubberDuck extends Duck implements QuackBehavior{
        //橡皮鸭叫声为吱吱叫
        public void quack() {
            System.out.println("Squeak");
        }

        //橡皮鸭显示为黄头
        public void display() {
            System.out.println("Yellow head.");
        }
    }

    上述代码虽然解决了一部分问题，让子类型可以有选择地提供一些行为(例如 fly() 方法将不会出现在橡皮鸭中).但我们也看到，野鸭子MallardDuck.java和红头鸭子RedHeadDuck.java的一些相同行为代码不能得到重复使用。很大程度上这是从一个火坑跳到另一个火坑。

    在一段程序之后，让我们从细节中跳出来，关注一些共性问题。不管使用什么语言，构建什么应用，在软件开发上，一直伴随着的不变的真理是：需要一直在变化。不管当初软件设计得多好，一段时间之后，总是需要成长与改变，否则软件就会死亡。

    我们知道，继承在某种程度上可以实现代码重用，但是父类(例如鸭子类Duck)的行为在子类型中是不断变化的，让所有子类型都有这些行为是不恰当的。我们可以将这些行为定义为接口，让Duck的各种子类型去实现，但接口不具有实现代码，所以实现接口无法达到代码复用。这意味着，当我们需要修改某个行为，必须往下追踪并在每一个定义此行为的类中修改它，一不小心，会造成新的错误。

    设计原则：把应用中变化的地方独立出来，不要和那些不需要变化的代码混在一起。这样代码变化引起的不经意后果变少，系统变得更有弹性。

    按照上述设计原则，我们重新审视之前的Duck代码。

    1) 分开变化的内容和不变的内容

       Duck类中的行为 fly(), quack(), 每个子类型可能有自己特有的表现，这就是所谓的变化的内容。
           Duck类中的行为 swim() 每个子类型的表现均相同，这就是所谓不变的内容。

       我们将变化的内容从Duck()类中剥离出来单独定义形成接口以及一系列的实现类型。将变化的内容定义形成接口可实现变化内容和不变内容的剥离。其实现类型可实现变化内容的重用。这些实现类并非Duck.java的子类型，而是专门的一组实现类，称之为"行为类"。由行为类而不是Duck.java的子类型来实现接口。这样，才能保证变化的行为独立于不变的内容。于是我们有：

       变化的内容：

       //变化的 fly() 行为定义形成的接口
       public interface FlyBehavior {
        void fly();
       }
        
       //变化的 fly() 行为的实现类之一
       public class FlyWithWings implements FlyBehavior {
        public void fly() {
            System.out.println("I'm flying.");
        }
       }

       //变化的 fly() 行为的实现类之二
       public class FlyNoWay implements FlyBehavior {
        public void fly() {
            System.out.println("I can't fly.");
        }
       }

           -----------------------------------------------------------------

       //变化的 quack() 行为定义形成的接口
       public interface QuackBehavior {
        void quack();
       }

       //变化的 quack() 行为实现类之一
       public class Quack implements QuackBehavior {
        public void quack() {
            System.out.println("Quack");
        }
       }

       //变化的 quack() 行为实现类之二
       public class Squeak implements QuackBehavior {
        public void quack() {
            System.out.println("Squeak.");
        }
       }

       //变化的 quack() 行为实现类之三
       public class MuteQuack implements QuackBehavior {
        public void quack() {
            System.out.println("<< Slience >>");
        }
       }

       通过以上设计，fly()行为以及quack()行为已经和Duck.java没有什么关系，可以充分得到复用。而且我们很容易增加新的行为, 既不影响现有的行为，也不影响Duck.java。但是，大家可能有个疑问，就是在面向对象中行为不是体现为方法吗？为什么现在被定义形成类(例如Squeak.java)？在OO中，类代表的"东西"一般是既有状态(实例变量）又有方法。只是在本例中碰巧"东西"是个行为。既使是行为，也有属性及方法，例如飞行行为，也需要一些属性记录飞行的状态，如飞行高度、速度等。

    2) 整合变化的内容和不变的内容

       Duck.java将 fly()以及quack()的行为委拖给行为类处理。

       不变的内容：

       public abstract class Duck {
            //将行为类声明为接口类型，降低对行为实现类型的依赖
        FlyBehavior flyBehavior;
        QuackBehavior quackBehavior;

        public void performFly() {
            //不自行处理fly()行为，而是委拖给引用flyBehavior所指向的行为对象
            flyBehavior.fly();
        }

        public void performQuack() {
            quackBehavior.quack();
        }

        public void swim() {
            System.out.println("All ducks float, even decoys.");       
        }
       
        public abstract void display();
       }

       Duck.java不关心如何进行 fly()以及quack(), 这些细节交由具体的行为类完成。
      
       public class MallardDuck extends Duck{
        public MallardDuck() {
            flyBehavior=new FlyWithWings();
            quackBehavior=new Quack();       
        }
       
        public void display() {
            System.out.println("Green head.");
        }
       }

           测试类：

       public class DuckTest {
        public static void main(String[] args) {
            Duck duck=new MallardDuck();
            duck.performFly();
            duck.performQuack();       
        }
       }

       在Duck.java子类型MallardDuck.java的构造方法中，直接实例化行为类型，在编译的时侯便指定具体行为类型。当然，我们可以：
      
       1) 我们可以通过工厂模式或其它模式进一步解藕(可参考后续模式讲解);
       2) 或做到在运行时动态地改变行为。

    3) 动态设定行为

       在父类Duck.java中增加设定行为类型的setter方法，接受行为类型对象的参数传入。为了降藕，行为参数被声明为接口类型。这样，既便在运行时，也可以通过调用这二个方法以改变行为。

       public abstract class Duck {
        //在刚才Duck.java中加入以下二个方法。
        public void setFlyBehavior(FlyBehavior flyBehavior) {
            this.flyBehavior=flyBehavior;
        }
       
        public void setQuackBehavior(QuackBehavior quackBehavior) {
            this.quackBehavior=quackBehavior;
        }

        //其它方法同，省略...
       }

           测试类：

       public class DuckTest {
        public static void main(String[] args) {
            Duck duck=new MallardDuck();
            duck.performFly();
            duck.performQuack();
            duck.setFlyBehavior(new FlyNoWay());
            duck.performFly();
        }
       }

       如果，我们要加上火箭助力的飞行行为，只需再新建FlyBehavior.java接口的实现类型。而子类型可通过调用setQuackBehavior(...)方法动态改变。至此，在Duck.java增加新的行为给我们代码所带来的困绕已不复存在。

    该是总结的时侯了，让我们从代码的水中浮出来，做一只在水面上自由游动的鸭子吧:

    3.  解决方案

        MallardDuck 继承  Duck抽象类；          -> 不变的内容
        FlyWithWings 实现 FlyBehavior接口；     -> 变化的内容,行为或算法
    在Duck.java提供setter方法以装配关系；    -> 动态设定行为

    以上就是策略模式的实现三步曲。接下来，让我们透过步骤看本质:
   
    1) 初始，我们通过继承实现行为的重用，导致了代码的维护问题。          -> 继承, is a
    2) 接着，我们将行为剥离成单独的类型并声明为不变内容的实例变量并通过  -> 组合, has a
       setter方法以装配关系；

        继承，可以实现静态代码的复用；组合，可以实现代码的弹性维护；使用组合代替继承，可以使代码更好地适应软件开发完后的需求变化。