Strategy Pattern 教你秒變“神槍手”

原創(chuàng) 精選

作者：字節(jié)跳動(dòng)技術(shù)團(tuán)隊(duì) 2022-08-22 14:48:59

開(kāi)發(fā)

本文介紹的是 Strategy Pattern (策略模式)。干貨滿滿，希望閱讀后你能有所收獲～

作者案：本文介紹的是 Strategy Pattern (策略模式)。干貨滿滿，希望閱讀后你能有所收獲～

目的

做一件事情有不同的實(shí)現(xiàn)方式，可以將變化的部分和不變的部分剝離開(kāi)，去除大量的 if/else，提供高擴(kuò)展性。

例子代碼

比如我們想要帶妹吃雞，就要成為一個(gè)神槍手。在各種槍?xiě)?zhàn)游戲中，有各種不同的槍?zhuān)覀円鶕?jù)射程的不同選擇不同的槍進(jìn)行射擊。

如果槍的子彈數(shù)量都不富裕，我們要用最少的子彈，最合適的方法達(dá)到最強(qiáng)傷害，最終大吉大利。

當(dāng)我們距離對(duì)手：

1米以?xún)?nèi)，使用平底鍋(想我當(dāng)時(shí)三級(jí)頭三級(jí)甲，手持 AKM，滿血滿狀態(tài)，三級(jí)包里藥包無(wú)數(shù)，到了決賽圈被平底鍋堵在墻角打死啦?? )；
100 米左右，使用沖鋒槍?zhuān)?/li>
超過(guò) 1000 米，使用狙擊槍(對(duì)于我這樣的小菜雞，基本流程是開(kāi)一槍沒(méi)打中，暴露位置，被別人一狙打死...囧)。

/**
 * 面條式代碼判斷最強(qiáng)武器
 */
public class NoodlesKillProcessor {    


    /**
     * 根據(jù)距離判斷最好的武器擊殺對(duì)手
     * @param distance
     */
    @BadSmell
    public static void killByDistance(int distance) {        


        if(distance < 0) {            
            throw new RuntimeException("距離咋還能是負(fù)數(shù)呢?");
        }        


        if(distance >= 0 && distance < 1) {
            System.out.println("發(fā)現(xiàn)敵人");
            System.out.println("兩步快速走過(guò)去");
            System.out.println("掏出平底鍋呼他");         
            return;
        }        


        if(distance >= 1 && distance < 10) {
            System.out.println("發(fā)現(xiàn)敵人");
            System.out.println("快速走過(guò)去");
            System.out.println("掏出手槍打他");           
            return;
        }        


        if(distance >= 10 && distance < 100) {
            System.out.println("發(fā)現(xiàn)敵人");
            System.out.println("身體站直, 心態(tài)穩(wěn)住");
            System.out.println("掏出沖鋒槍打他");         
            return;
        }        


        if(distance >= 100 && distance < 1000) {
            System.out.println("發(fā)現(xiàn)敵人");
            System.out.println("身體蹲下降低后坐力");
            System.out.println("掏出步槍");
            System.out.println("打開(kāi) 3 倍鏡");
            System.out.println("開(kāi)槍射擊");            
            return;
        }        


        if(distance >= 1000) {
            System.out.println("發(fā)現(xiàn)敵人");
            System.out.println("趴在草叢里茍著");
            System.out.println("掏出狙擊槍");
            System.out.println("打開(kāi) 8 倍鏡");
            System.out.println("開(kāi)槍射擊");            
            return;
        }
    }
}

問(wèn)題分析

我覺(jué)得這有 3 個(gè)問(wèn)題，具體分析如下：

01 可讀性問(wèn)題

我看這么多 if/else 語(yǔ)句，里面的 sout 語(yǔ)句目前三四行也還好，如果我們有上百行的語(yǔ)句，里面也有很多 if/else，這樣都不知道下個(gè)主 if 跑哪去啦 ??

02 重復(fù)性問(wèn)題

全都需要發(fā)現(xiàn)敵人，如果發(fā)現(xiàn)敵人是個(gè)成百上千行代碼，就很麻煩啦。

03 可維護(hù)性問(wèn)題

如果這時(shí)候我們新增了一種槍?zhuān)热缡泅睆棙專(zhuān)m用 10 到 20 的時(shí)候使用，這時(shí)候我們就需要在加一個(gè) if 語(yǔ)句如下:

/**
 * 面條式代碼判斷最強(qiáng)武器
 */
 public class NoodlesKillProcessor {    


    /**
     * 根據(jù)距離判斷最好的武器擊殺對(duì)手
     * @param distance
     */
    @BadSmell
    public static void killByDistance(int distance) {        


        if(distance < 0) {            
            throw new RuntimeException("距離咋還能是負(fù)數(shù)呢?");
        }        


        if(distance >= 0 && distance < 1) {
            System.out.println("發(fā)現(xiàn)敵人");
            System.out.println("兩步快速走過(guò)去");
            System.out.println("掏出平底鍋呼他");         
            return;
        }        


        if(distance >= 1 && distance < 10) {
            System.out.println("發(fā)現(xiàn)敵人");
            System.out.println("快速走過(guò)去");
            System.out.println("掏出手槍打他");           
            return;
        }        


        if(distance >= 10 && distance < 20) {
            System.out.println("發(fā)現(xiàn)敵人");
            System.out.println("身體站直, 瞄準(zhǔn)");
            System.out.println("打一槍算一槍");           
            return;
        }        


        if(distance >= 20 && distance < 100) {
            System.out.println("發(fā)現(xiàn)敵人");
            System.out.println("身體站直, 心態(tài)穩(wěn)住");
            System.out.println("掏出沖鋒槍打他");         
            return;
        }        


        if(distance >= 100 && distance < 1000) {
            System.out.println("發(fā)現(xiàn)敵人");
            System.out.println("身體蹲下降低后坐力");
            System.out.println("掏出步槍");
            System.out.println("打開(kāi) 3 倍鏡");
            System.out.println("開(kāi)槍射擊");            
            return;
        }        


        if(distance >= 1000) {
            System.out.println("發(fā)現(xiàn)敵人");
            System.out.println("趴在草叢里茍著");
            System.out.println("掏出狙擊槍");
            System.out.println("打開(kāi) 8 倍鏡");
            System.out.println("開(kāi)槍射擊");            
            return;
        }
    }
}

這個(gè)看著也沒(méi)啥大問(wèn)題的樣子，不就是加了個(gè) if 么，但是由于我們改動(dòng)了這個(gè)文件，測(cè)試同學(xué)問(wèn)我們需要測(cè)試哪些功能，說(shuō)是測(cè)一種槍需要 5 天。

問(wèn)題來(lái)啦，本來(lái)說(shuō)是你增加一種槍, 需要測(cè) 5 天，但是現(xiàn)在你說(shuō)改了這文件，上下可能有些局部變量共享的，或者有些方法可能改了入?yún)⒌闹担@些有負(fù)作用的方法被調(diào)用啦，所以可能狙擊槍也得測(cè)一測(cè)，可能手槍也得測(cè)一測(cè)。

測(cè)試同學(xué)崩了，本來(lái) 5 天的工作量，搞成了 5 * 6 天，一個(gè)月都在測(cè)槍。

初步嘗試解決

我們先定義好一個(gè)基礎(chǔ)類(lèi)，解決一下可讀性問(wèn)題和重復(fù)性問(wèn)題。

定義一個(gè)基礎(chǔ)武器類(lèi)：

/**
 * 抽象的槍
 */
public abstract class Weapon {    


    /**
     * 發(fā)現(xiàn)敵人
     */
    protected void findEnemy() {
        System.out.println("發(fā)現(xiàn)敵人");
    }    


    /**
     * 開(kāi)槍前的動(dòng)作
     */
    protected abstract void preAction();    


    /**
     * 開(kāi)槍
     */
    protected abstract void shoot();    


    /**
     * 整體的動(dòng)作
     */
    public void kill() {
        findEnemy();
        preAction();
        shoot();
    }
}

逐個(gè)實(shí)現(xiàn)武器的具體類(lèi)、平底鍋、沖鋒槍、步槍等類(lèi)如下:

/**
 * 平底鍋
 */
public class Pan extends Weapon {    


    @Override


    protected void preAction() {
        System.out.println("兩步快速走過(guò)去");
    }    


    @Override


    protected void shoot() {
        System.out.println("掏出平底鍋呼他");
    }
}


/**
 * 手槍類(lèi)
 */
public class Pistol extends Weapon {    


    @Override


    protected void preAction() {
        System.out.println("快速走過(guò)去");
    }    


    @Override


    protected void shoot() {
        System.out.println("掏出手槍打他");
    }
}


/**
 * 霰彈槍
 */
public class Shotgun extends Weapon {    


    @Override


    protected void preAction() {
        System.out.println("身體站直, 瞄準(zhǔn)");
    }    


    @Override


    protected void shoot() {
        System.out.println("打一槍算一槍");
    }
}


/**
 * 狙擊槍
 */
public class SniperRifle extends Weapon {    


    @Override


    protected void preAction() {
        System.out.println("趴在草叢里茍著");
        System.out.println("掏出狙擊槍");
        System.out.println("打開(kāi) 8 倍鏡");
    }    
    @Override
    protected void shoot() {
        System.out.println("開(kāi)槍射擊");
    }
}


/**
 * 沖鋒槍
 */
public class SubmachineGun extends Weapon {    


    @Override


    protected void preAction() {
        System.out.println("身體站直, 心態(tài)穩(wěn)住");
    }    


    @Override


    protected void shoot() {
        System.out.println("掏出沖鋒槍打他");
    }
}

我們的方法就可以改動(dòng)得更清晰啦。

/**
 * 抽象出類(lèi)代碼判斷最強(qiáng)武器
 */
public class WeaponKillProcessor {    


    /**
     * 根據(jù)距離判斷最好的武器擊殺對(duì)手
     * @param distance
     */
    @BadSmell
    public static void killByDistance(int distance) {        


        if (distance < 0) {            


            throw new RuntimeException


            ("距離咋還能是負(fù)數(shù)呢?");


        }
        Weapon weapon = null;        


        if (distance >= 0 && distance < 1) {
            weapon = new Pan();
        } else if (distance >= 1 && distance < 10) {
            weapon = new Pistol();
        } else if (distance > 10 && distance < 20) {
            weapon = new Shotgun();
        } else if (distance >= 20 && distance < 100) {
            weapon = new SubmachineGun();
        } else if (distance >= 100 && distance < 1000) {
            weapon = new Rifle();
        } else if (distance >= 1000) {
            weapon = new SniperRifle();
        }
        weapon.kill();
    }
}

類(lèi)圖如下:

使用策略模式

上面的代碼沒(méi)有解決最根本的問(wèn)題，也就是去除 if/else，所用的方法其實(shí)就是將 if else 轉(zhuǎn)換為 for，這樣的代碼后續(xù)添加槍就不需要再增加新的類(lèi)型啦。

我們先定義一個(gè)通用的策略模式接口如下：

/**
 * 策略模式
 */
public interface Strategy


<T extends AbstractStrategyRequest,


R extends AbstractStrategyResponse> {    
    /* 
     * 執(zhí)行策略
     * @param request
     * @return
     */
    R executeStrategy(T request);
}

入?yún)⒑统鰠⒍际腔镜某橄箢?lèi)：

/**
 * 策略模式抽象入?yún)?br> */
public abstract class AbstractStrategyRequest {
}
/**
 * 策略模式抽象出參
 */
public abstract class AbstractStrategyResponse {
}

實(shí)現(xiàn)一個(gè)武器抽象類(lèi)實(shí)現(xiàn)接口：

public abstract class WeaponStrategy implements 


Strategy<WeaponStrategyRequest,


AbstractStrategyResponse> {    


    /**
     * 發(fā)現(xiàn)敵人
     */
    protected void findEnemy() {
        System.out.println("發(fā)現(xiàn)敵人");
    }    


    /**
     * 開(kāi)槍前的動(dòng)作
     */
    protected abstract void preAction();    


    /**
     * 開(kāi)槍
     */
    protected abstract void shoot();    


    /**
     * 獲取距離范圍
     * @return
     */
    protected abstract Range<Integer> queryDistanceRange();    


    /**
     * 整體的動(dòng)作
     */
    public void kill() {
        findEnemy();
        preAction();
        shoot();
    }    


    @Override


    public AbstractStrategyResponse


        executeStrategy(WeaponStrategyRequest request) {


        System.out.println("距離敵人 " + request.getDistance());


        kill();        


        return null;


    }
}

其中的 Range 類(lèi)實(shí)現(xiàn)如下：

/**
 * 范圍類(lèi)
 * @param <T>
 */
@Data
@AllArgsConstructor
public class Range<T extends Comparable<T>> {    


    private T start;    


    private T end;    


    public Range(T start, T end) {        


        this.start = start;        


        this.end = end;


    }    


    private boolean isIncludeStart = true;    


    private boolean isIncludeEnd = false;    


    /**
     * 判斷是否在范圍內(nèi)
     * @param target
     * @return
     */
    public boolean inRange(T target) {        


        if(isIncludeStart) {            


            if(start.compareTo(target) > 0) {                


                return false;


            }
        } else {            


            if(start.compareTo(target) >= 0) {                


                return false;


            }
        }        


        if(isIncludeEnd) {            


            if(end.compareTo(target) < 0) {                


                return false;


            }
        } else {            


            if(end.compareTo(target) <= 0) {                


                return false;


            }
        }        


        return true;


    }
}

依次實(shí)現(xiàn)這個(gè)抽象武器策略類(lèi)：

/**
 * 平底鍋
 */
public class PanStrategy extends WeaponStrategy {    
    @Override


    protected void preAction() {
        System.out.println("二步快速走過(guò)去");
    }    
    @Override
    protected void shoot() {
        System.out.println("掏出平底鍋呼他");
    }    
    @Override
    protected Range<Integer> queryDistanceRange() {     
        return new Range<>(0, 1);
    }
}


/**
 * 手槍類(lèi)
 */
public class PistolStrategy extends WeaponStrategy {    


    @Override


    protected void preAction() {
        System.out.println("快速走過(guò)去");
    }    


    @Override


    protected void shoot() {
        System.out.println("掏出手槍打他");
    }    


    @Override


    protected Range<Integer> queryDistanceRange() {     
        return new Range<>(1, 10);
    }
}


/**
 * 步槍
 */
public class RifleStrategy extends WeaponStrategy {    


    @Override


    protected void preAction() {
        System.out.println("身體蹲下降低后坐力");
        System.out.println("掏出步槍");
        System.out.println("打開(kāi) 3 倍鏡");
    }    


    @Override


    protected void shoot() {
        System.out.println("開(kāi)槍射擊");
    }    


    @Override


    protected Range<Integer> queryDistanceRange() {     
        return new Range<>(100, 1000);
    }
}


/**
 * 霰彈槍
 */
public class ShotgunStrategy extends WeaponStrategy {    


    @Override


    protected void preAction() {
        System.out.println("身體站直, 瞄準(zhǔn)");
    }    


    @Override


    protected void shoot() {
        System.out.println("打一槍算一槍");
    }    


    @Override


    protected Range<Integer> queryDistanceRange() {     
        return new Range<>(10, 20);
    }
}


/**
 * 狙擊槍
 */
public class SniperRifleStrategy extends WeaponStrategy {    


    @Override


    protected void preAction() {
        System.out.println("趴在草叢里茍著");
        System.out.println("掏出狙擊槍");
        System.out.println("打開(kāi) 8 倍鏡");
    }    


    @Override


    protected void shoot() {
        System.out.println("開(kāi)槍射擊");
    }    


    @Override


    protected Range<Integer> queryDistanceRange() {     
        return new Range<>(1000, Integer.MAX_VALUE);
    }
}


/**
 * 沖鋒槍
 */
public class SubmachineGunStrategy extends WeaponStrategy {    


    @Override


    protected void preAction() {
        System.out.println("身體站直, 心態(tài)穩(wěn)住");
    }    


    @Override


    protected void shoot() {
        System.out.println("掏出沖鋒槍打他");
    }    


    @Override


    protected Range<Integer> queryDistanceRange() {     
        return new Range<>(20, 100);
    }
}

定義一個(gè)上下文類(lèi)來(lái)對(duì)入?yún)⑦M(jìn)行路由：

/**
 * 策略上下文, 用來(lái)路由策略
 */
public class StrategyContext {
    public static final List<WeaponStrategy>


        WEAPON_STRATEGYS = new ArrayList<>();




    static {
        WEAPON_STRATEGYS.add(new PanStrategy());
        WEAPON_STRATEGYS.add(new PistolStrategy());
        WEAPON_STRATEGYS.add(new RifleStrategy());
        WEAPON_STRATEGYS.add(new ShotgunStrategy());
        WEAPON_STRATEGYS.add(new SniperRifleStrategy());
        WEAPON_STRATEGYS.add(new SubmachineGunStrategy());
    }


    public static void execute(Integer distance) {
        WEAPON_STRATEGYS.stream().
        filter((weaponStrategy -> {
            Range<Integer> integerRange =
                weaponStrategy.queryDistanceRange();
            return integerRange.inRange(distance);
        })).
        findAny().
        get().
        executeStrategy(
            new WeaponStrategyRequest(distance));
    }
}

最后在主方法里面調(diào)用就好啦：

public class App {    


public static void main(String[] args) {        
        StrategyContext.execute(89);
    }
}

結(jié)果如下：

距離敵人 89
發(fā)現(xiàn)敵人
身體站直，心態(tài)穩(wěn)住
掏出沖鋒槍打他

類(lèi)圖如下：

責(zé)任編輯：未麗燕來(lái)源：字節(jié)跳動(dòng)技術(shù)團(tuán)隊(duì)

if/else 抽象