Strategy Pattern 教你秒变“神枪手”（代号神枪手）

今天介绍的是 Strategy Pattern (策略模式)。同样干货满满，希望看到的你依旧能有所收获～

目的

做一件事情有不同的实现方式, 可以将变化的部分和不变的部分剥离开, 去除大量的 if/else, 提供高扩展性。

例子代码

比如我们想要带妹吃鸡, 就要成为一个神枪手。在各种枪战游戏中, 有各种不同的枪, 我们要根据实际情况(比如，射程)的不同选择不同的枪进行射击。

如果枪的子弹数量都不富裕, 我们要用最少的子弹，最合适的方法达到最强伤害, 最终大吉大利。这样，你想带妹子去哪里吃鸡就去哪里吃鸡啦，真的是哪里都可以哦。

当我们距离对手：

1米以内，使用平底锅( 想我当时三级头三级甲, 手持 AKM, 满血满状态, 三级包里药包无数, 到了决赛圈被平底锅堵在墙角打死啦 )；

100 米左右，使用冲锋枪；

超过1000 米，使用狙击枪(对于想我酱紫的小菜鸡，基本流程是开一枪没打中, 暴露位置, 被别人一狙打死...囧)。

/** * 面条式代码判断最强武器 */public class NoodlesKillProcessor { /** * 根据距离判断最好的武器击*对手 * @param distance */ * 根据距离判断最好的武器击*对手 * @param distance */ @BadSmell public static void killByDistance(int distance) { if(distance < 0) { throw new RuntimeException ("距离咋还能是负数呢? 我以为只要我能 -20 cm 呢"); } if(distance >= 0 && distance < 1) { System.out.println("发现敌人"); System.out.println("二步快速走过去"); System.out.println("掏出平底锅呼死他"); return; } if(distance >= 1 && distance < 10) { System.out.println("发现敌人"); System.out.println("快速走过去"); System.out.println("掏出手枪打死他"); return; } if(distance >= 10 && distance < 100) { System.out.println("发现敌人"); System.out.println("身体站直, 心态稳住"); System.out.println("掏出冲锋枪打死他"); return; } if(distance >= 100 && distance < 1000) { System.out.println("发现敌人"); System.out.println("身体蹲下降低后坐力"); System.out.println("掏出步枪"); System.out.println("打开 3 倍镜"); System.out.println("开枪射击"); return; } if(distance >= 1000) { System.out.println("发现敌人"); System.out.println("趴在草丛里苟着"); System.out.println("掏出狙击枪"); System.out.println("打开 8 倍镜"); System.out.println("开枪射击"); return; } } }问题分析

我们觉得这有3个问题，具体分析如下：

可读性问题

我看这么多 if/else 语句, 里面的 sout 语句目前三四行也还好, 如果我们有上百行的语句, 里面也有很多 if/else, 这样都不知道下个主 if 跑哪去啦

重复性问题

全都需要发现敌人, 如果发现敌人是个成百上千行代码, 就很麻烦啦。

可维护性问题

如果这时候我们新增了一种枪, 比如是散弹枪, 适用10 到20 的时候使用, 这时候我们就需要在加一个 if 语句如下:

/** * 面条式代码判断最强武器 */public class NoodlesKillProcessor { /** * 根据距离判断最好的武器击*对手 * @param distance */ * 根据距离判断最好的武器击*对手 * @param distance */ @BadSmell public static void killByDistance(int distance) { if(distance < 0) { throw new RuntimeException ("距离咋还能是负数呢? 我以为只要我能 -20 cm 呢"); } if(distance >= 0 && distance < 1) { System.out.println("发现敌人"); System.out.println("二步快速走过去"); System.out.println("掏出平底锅呼死他"); return; } if(distance >= 1 && distance < 10) { System.out.println("发现敌人"); System.out.println("快速走过去"); System.out.println("掏出手枪打死他"); return; } if(distance >= 10 && distance < 20) { System.out.println("发现敌人"); System.out.println("身体站直, 瞄准"); System.out.println("打一枪算一枪"); return; } if(distance >= 20 && distance < 100) { System.out.println("发现敌人"); System.out.println("身体站直, 心态稳住"); System.out.println("掏出冲锋枪打死他"); return; } if(distance >= 100 && distance < 1000) { System.out.println("发现敌人"); System.out.println("身体蹲下降低后坐力"); System.out.println("掏出步枪"); System.out.println("打开 3 倍镜"); System.out.println("开枪射击"); return; } if(distance >= 1000) { System.out.println("发现敌人"); System.out.println("趴在草丛里苟着"); System.out.println("掏出狙击枪"); System.out.println("打开 8 倍镜"); System.out.println("开枪射击"); return; } } }

这个看着也没啥大问题的样子, 不就是加了个 if 么, 但是由于我们改动了这个文件, 测试同学问我们需要测试哪些功能, 说是测一种枪需要 5 天‍♂️

问题来啦, 本来说是你增加一种枪, 需要测 5 天, 但是现在你说改了这文件, 上下可能有些局部变量共享的, 或者有些方法可能改了入参的值, 这些有负作用的方法被调用啦, 所以可能狙击枪也得测一测, 可能手枪也得测一测。

测试同学崩了, 本来 5 天的工作量, 搞成了 5 * 6 天, 一个月都在测枪, KPI 都没啦, OKR 都没啦, 钱都没啦, 老婆都跑啦, 自己都绿啦等等等, 不拿刀砍你就是真感情啦

初步尝试解决

我们先定义好一个基础类, 解决一下可读性问题和重复性问题。

定义一个基础武器类：

/** * 抽象的枪 */public abstract class Weapon { /** * 发现敌人 */ * 发现敌人 */ protected void findEnemy() { System.out.println("发现敌人"); } /** * 开枪前的动作 */ * 开枪前的动作 */ protected abstract void preAction(); /** * 开枪 */ * 开枪 */ protected abstract void shoot(); /** * *人的动作 */ * *人的动作 */ public void kill() { findEnemy(); preAction(); shoot(); } }

逐个实现武器的具体类, 平底锅, 冲锋枪, 步枪等类如下:

/** * 平底锅 */public class Pan extends Weapon { @Override protected void preAction() { System.out.println("二步快速走过去"); } @Override protected void shoot() { System.out.println("掏出平底锅呼死他"); } }

/** * 手枪类 */public class Pistol extends Weapon { @Override protected void preAction() { System.out.println("快速走过去"); } @Override protected void shoot() { System.out.println("掏出手枪打死他"); } }

/** * 散弹枪 */public class Shotgun extends Weapon { @Override protected void preAction() { System.out.println("身体站直, 瞄准"); } @Override protected void shoot() { System.out.println("打一枪算一枪"); } }

/** * 狙击枪 */public class SniperRifle extends Weapon { @Override protected void preAction() { System.out.println("趴在草丛里苟着"); System.out.println("掏出狙击枪"); System.out.println("打开 8 倍镜"); } @Override protected void shoot() { System.out.println("开枪射击"); } }

/** * 冲锋枪 */public class SubmachineGun extends Weapon { @Override protected void preAction() { System.out.println("身体站直, 心态稳住"); } @Override protected void shoot() { System.out.println("掏出冲锋枪打死他"); } }

我们的方法就可以改动得更清晰啦

/** * 抽象出类代码判断最强武器 */public class WeaponKillProcessor { * 根据距离判断最好的武器击*对手 * * @param distance */ @BadSmell public static void killByDistance(int distance) { if (distance < 0) { throw new RuntimeException ("距离咋还能是负数呢? 我以为只要我能 -20 cm 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(); } }

类图如下:

使用策略模式

上面的代码没有解决最根本的问题, 也就是去除 if/else, 所用的方法其实就是将 if else 转换为 for, 这样的代码后续添加枪就不需要再增加新的类型啦。

我们先定义一个通用的策略模式接口如下:

/** * 策略模式 */public interface Strategy<T extends AbstractStrategyRequest,R extends AbstractStrategyResponse> { * 执行策略 * @param request * @return */ R executeStrategy(T request); }

入参和出参都是基本的抽象类：

/** * 策略模式抽象入参 */public abstract class AbstractStrategyRequest { }

/** * 策略模式抽象出参 */public abstract class AbstractStrategyResponse { }

实现一个武器抽象类实现接口：

public abstract class WeaponStrategy implements Strategy<WeaponStrategyRequest,AbstractStrategyResponse> { /** * 发现敌人 */ protected void findEnemy() { System.out.println("发现敌人"); } /** * 开枪前的动作 */ protected abstract void preAction(); /** * 开枪 */ protected abstract void shoot(); /** * 获取距离范围 * @return */ protected abstract Range<Integer> queryDistanceRange(); /** * *人的动作 */ public void kill() { findEnemy(); preAction(); shoot(); } @Override public AbstractStrategyResponse executeStrategy(WeaponStrategyRequest request) { System.out.println("距离敌人 " request.getDistance()); kill(); return null; } }

其中的 Range 类实现如下:

/** * 范围类 * @param <T> */@Data@AllArgsConstructorpublic 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; /** * 判断是否在范围内 * @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; } }

依次实现这个抽象武器策略类：

/** * 平底锅 */public class PanStrategy extends WeaponStrategy { @Override protected void preAction() { System.out.println("二步快速走过去"); } @Override protected void shoot() { System.out.println("掏出平底锅呼死他"); } @Override protected Range<Integer> queryDistanceRange() { return new Range<>(0, 1); } }

/** * 手枪类 */public class PistolStrategy extends WeaponStrategy { @Override protected void preAction() { System.out.println("快速走过去"); } @Override protected void shoot() { System.out.println("掏出手枪打死他"); } @Override protected Range<Integer> queryDistanceRange() { return new Range<>(1, 10); } }

/** * 步枪 */public class RifleStrategy extends WeaponStrategy { @Override protected void preAction() { System.out.println("身体蹲下降低后坐力"); System.out.println("掏出步枪"); System.out.println("打开 3 倍镜"); } @Override protected void shoot() { System.out.println("开枪射击"); } @Override protected Range<Integer> queryDistanceRange() { return new Range<>(100, 1000); } }

/** * 散弹枪 */public class ShotgunStrategy extends WeaponStrategy { @Override protected void preAction() { System.out.println("身体站直, 瞄准"); } @Override protected void shoot() { System.out.println("打一枪算一枪"); } @Override protected Range<Integer> queryDistanceRange() { return new Range<>(10, 20); } }

public class SniperRifleStrategy extends WeaponStrategy { @Override protected void preAction() { System.out.println("趴在草丛里苟着"); System.out.println("掏出狙击枪"); System.out.println("打开 8 倍镜"); } @Override protected void shoot() { System.out.println("开枪射击"); } @Override protected Range<Integer> queryDistanceRange() { return new Range<>(1000, Integer.MAX_VALUE); } }

/** * 冲锋枪 */public class SubmachineGunStrategy extends WeaponStrategy { @Override protected void preAction() { System.out.println("身体站直, 心态稳住"); } @Override protected void shoot() { System.out.println("掏出冲锋枪打死他"); } @Override protected Range<Integer> queryDistanceRange() { return new Range<>(20, 100); } }

定义一个上下文类来对入参进行路由：

/** * 策略上下文, 用来路由策略 */ 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)); } }

最后在主方法里面调用就好啦：

public class App { public static void main(String[] args) { int distance = 89; StrategyContext.execute(89); } }

结果如下:

距离敌人 89 发现敌人身体站直, 心态稳住掏出冲锋枪打死他

类图如下: