设计模式之策略模式与观察者模式 · Snow Memory

在读设计模式, 做了简单的笔记, 并没有深入设计模式总结.

#interface

首先, 温习一下Java中的接口技术(interface), 接口主要用于描述类具体有什么功能, 但并不给出每个功能的具体实现(类似与iOS编程中的协议的概念)

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public interface Comparable<T> {
    int compareTo(T other);
}

如果类遵从特定的接口, 那就必须实现具体的业务逻辑(类似于iOS编程中, 作为delegate就必须具体实现协议定义)

接口所有方法自动属于public
接口不能含有实例域, 但可以包含常量, 不能在接口中实现方法(可以看做没有实例域的抽象类)
实现接口时需要声明为public
不能用new实例化一个接口, 但能声明接口的变量
一个类只能使用一个抽象类(Java不支持多继承), 却可以使用多个接口

//某个类要实现一个接口
class Student implements Comparable<Student> {
    public int CompareTo(Student s) {
    //具体实现
    }
}

#设计原则

设计告诉我们如何组织类和对象以解决某种问题

找出应用需要变化之处, 把它们独立出来, 不要和那些不需要变化的代码混在一起
针对接口编程而不是针对实现编程
多用组合, 少用继承

#策略模式(Strategy Pattern)

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

策略模式的核心是动态绑定
策略模式将不断变化的部分封装为一个接口, 可以不同变化进行接口的具体实现
在使用到变化的类中增加一个声明一个接口的变量(注意是接口, 不是接口的一些具体实现, 这里用到动态绑定)

//抽象类, 用于被其他子类继承, 重写其中的方法
public abstract class Duck {
    //生成两个接口的实例变量
    FlyBehavior flyBehavior;
    QuackBehavior quackBehavior;
    //初始化方法
    public Duck() {
    }
    //接口变量的set方法
    public void setFlyBehavior(FlyBehavior fb) {
        flyBehavior = fb;
    }
    public void setQuackBehavior(QuackBehavior qb) {
        quackBehavior = qb;
    }
    public abstract void display();
    public void performFly() {
        flyBehavior.fly();  //执行动态绑定的地方
    }
    public void performQuack() {
        quackBehavior.quack();
    }
    public void swim() {
        System.out.println("All ducks float, even decoys!");
    }
}
//定义一个接口
public interface FlyBehavior {
    public void fly(); //接口中的方法并不进行具体实现
}
//类对接口的具体实现
public class FlyNoWay implements FlyBehavior {
    public void fly() {
        System.out.println("I can't fly!");
    }
}
public class FlyWithWings implements FlyBehavior {
    //实现接口的具体类
    public void fly() {
        System.out.println("I'm flying !");
    }
}
//定义另一个接口
public interface QuackBehavior {
    public void quack(); //接口中的方法并不具体实现
}
//类实现具体的接口
public class MuteQuack implements QuackBehavior {
    public void quack() {
        System.out.println("<<MuteQuack!>>");
    }
}
public class Quack implements QuackBehavior {
    public void quack() {
        System.out.println("Quack!");
    }
}
public class Squeak implements QuackBehavior {
    public void quack() {
        System.out.println("Squeak!");
    }
}

通过抽象类, 得到一个真正的子类

public class MallardDuck extends Duck {
    public MallardDuck() {
        //分别给两个接口变量, 赋值需要的类实例
        quackBehavior = new Quack();
        flyBehavior = new FlyWithWings();
    }
    public void display() {
        System.out.println("I'm a real Mallard duck!");
    }
}
//测试类
public class MiniDuckSimulator {
    public static void main(String[] args) {
        //调用MallardDuck类中的构造方法进行接口变量的初始化
        Duck mallard = new MallardDuck();  //获得一个类实例
        /*
            此处类实例赋值给Duck变量, 直到运行时才知道Duck中
            具体的对象类型, 得到MallarDuck类, 然后运行下面两个已
            经在MallardDuck中赋值的两个接口类的实例
        */
        mallard.performFly();  //真正执行的是FlyWithWings类中中fly方法
        mallard.performQuack();  //真正执行的是Quack类中的quack方法
    }
}

#观察者概念

主题 + 观察者 = 观察者模式

主题对象管理某些数据, 当主题内的数据改变, 就会通知观察者, 观察者已经向主题注册, 这样观察者在每次主题数据改变时都能收到更新

观察者模式定义了对象之间的一对多依赖(一个主题, 多个观察者), 当一个对象改变状态, 他的所有依赖者都会收到通知并更新

#观察者模式(Observer Pattern)

首先定义主题, 观察者, 观察者抽象行为接口

public interface Subject {
    //观察者向主题注册
    public void registerObserver(Observer o);
    //移除观察者
    public void removeObserver(Observer o);
    //通知所有观察者
    public void notifyObservers();
}
public interface Observer {
    //主题进行调用, 通知观察者数据以更新
    public void update(float temp, float humidity, float pressure);
}
public interface DisplayElement {
    //每个观察者对于数据变化的反应不同, 可以抽象出来一个接口
    public void display();
}

定义实现主题接口的类(作为主题)
定义实现观察者接口的类(作为观察者)

public class WeatherData implements  Subject {
    //WeatherData作为主题, 实现Subject的接口
    private ArrayList observers;  //记录观察者
    private float temperature;
    private float humidity;
    private float pressure;
    public WeatherData() {
        observers = new ArrayList();  //初始化
    }
    @Override
    public void registerObserver(Observer o) {
        observers.add(o);
    }
    @Override
    public void removeObserver(Observer o) {
        int i = observers.indexOf(o);
        if (i > 0) {
            observers.remove(i);
        }
    }
    @Override
    public void notifyObservers() {
        for (int i = 0; i < observers.size(); i++) {
            Observer observer = (Observer)observers.get(i);
            observer.update(temperature, humidity, pressure);
        }
    }
    //数据发生更新时此方法会被调用, 通知所有的观察者数据已更新
    public void measurementsChanged() {
        notifyObservers();
    }
    //数据更新
    public void setMeasurements(float temperature, float humidity, float pressure) {
        this.temperature = temperature;
        this.humidity = humidity;
        this.pressure = pressure;
        measurementsChanged();
    }
}
//作为观察者实现了观察者接口, 同时实现display接口
public class CurrentConditiondDisplay implements Observer, DisplayElement {
    private float temperature;
    private float humidity;
    private Subject weatherData;
    public CurrentConditiondDisplay(Subject weatherData) {
        this.weatherData = weatherData;  //获取主题对象, 保留Subject的引用
        weatherData.registerObserver(this);  //将观察者注册到主题中
    }
    //实现Observer的update接口
    @Override
    public void update(float temp, float humidity, float pressure) {
        this.temperature = temp;
        this.humidity = humidity;
        display();
    }
    //实现DisplayElement的接口
    @Override
    public void display() {
        System.out.println("Current condition: " + temperature
         + "F degresss and " + humidity + "% humidity");
    }
}

测试类

public class WeatherStation {
    public static void main(String[] args) {
        WeatherData weatherData = new WeatherData();
        //初始化观察者, 并传入主题的引用
        CurrentConditiondDisplay currentDisplay = new CurrentConditiondDisplay(weatherData);
        //观察者数据变化, 会调用measurementsChanged()方法, 然后会调用notifyObservers()通知所有已注册的观察者
        weatherData.setMeasurements(80, 65, 30.4f);
    }
}

Java本身自带一套观察者模式, 其中Observable相当于Subject, 不过Observable是一个类, 而不是接口, Observer是一个观察者接口

分析认为: iOS中按钮的点击事件使用了观察者模式, 按钮被点击后, 通知所有观察者, 合适的观察者对按钮点击事件进行处理

#参考连接

Java中的抽象函数与C++中的虚函数
Head First Design Pattern