淺談設計模式(一):狀態模式|外觀模式|代理模式
前言
計劃開一個設計模式的系列，介紹常見的幾種設計模式，本文涉及的設計模式包含以下3種
-
狀態模式：state pattern
-
外觀模式：facade pattern
-
代理模式：proxy pattern
備註：下文適合看過《海賊王》的人閱讀，沒看過海賊王的觀眾請在父母陪同下閱讀
狀態模式：state pattern
在狀態模式的設計方案裡，一個主類(稱為context類)，可以在內部狀態變化的時候一次性改變它的「所有行為」，而這個「所有行為」會被我們聚合到不同的類（state1,state2,state3）裡面去。
這個內部狀態我們可以理解為一個可以手動設定的state變數，設定它可以讓context內部的state1切換為state2，或者是從state2切換為state3。
這麼做，相比起傳統的程式碼邏輯會發生什麼變化呢？在傳統的程式碼裡，我們可能會在每個方法下，都寫一大段if-else的狀態判斷邏輯裡，然後對不同狀態分別做處理，這個時候程式碼非常鬆散，不利於閱讀和擴充套件，所以我們選擇以「狀態」為依據, 把這些if-else的每一部分都「聚合」到不同的狀態(不同的state類)裡面去，然後通過一個主類(context)，去統一維護和管理。這樣，邏輯上就清晰了很多，也大大降低了維護和擴充套件的難度。
Example
草帽路飛，是熱血漫《海賊王》的主角，像其他許多同類型的作品一樣，主角有自己不同層次戰鬥的狀態，進化過程如下所示
-
二檔：加速血液的流動，大幅提高速度和身體強度，代表大招是「橡膠Jet火箭炮」(拳)和 「橡膠Jet」(踢)
-
三檔：向橡膠的身體吹入空氣，使身體變成巨人，攻擊力大增。代表大招是「橡膠巨人火箭炮」(拳)和「橡膠巨人戰斧」(踢)
-
四檔：將武裝色霸氣和橡膠果實融合，攻擊和速度再次強化，代表大招是「橡膠獅子火箭炮」(拳)和「橡膠犀牛榴彈炮」(踢)
下圖描述的是主角路飛初次進化為「二檔」的歷史性時刻
我們發現，主角路飛擁有不同的戰鬥狀態：二檔，三檔，四檔，並且大招的使用是類似的，無非就是用拳頭還是用腳踢的問題，但是攻擊力和招式上都不同，我們可以根據這個狀態的統一性抽象一個state接口出來：
public interface State {
// 拳打
public void punch ();
// 腳踢
public void kick ();
}然後建立二檔，三檔，四檔類，並且實現state介面
// 二檔
public class SecGearState implements State {
public void punch () {
System.out.println("二檔：橡膠Jet火箭炮");
};
public void kick () {
System.out.println("二檔：橡膠Jet鞭");
};
}
// 三檔
public class ThirdGearState implements State {
public void punch () {
System.out.println("三檔：橡膠巨人火箭炮");
};
public void kick () {
System.out.println("三檔：橡膠巨人戰斧");
};
}
// 四檔
public class FourGearState implements State{
public void punch () {
System.out.println("四檔：橡膠獅子火箭炮");
};
public void kick () {
System.out.println("四檔：橡膠犀牛榴彈炮");
};
}
最後，路飛可能會在戰鬥中隨時切換狀態，比如從二檔切換到三檔，或者從三檔切換到四檔，所以我們要設定一個Context類去管理，在這個類裡面，它有兩個功能
-
隨時切換狀態
-
代理呼叫狀態類的方法
public class Context {
State state;
// 隨時切換狀態
public void setState(State state){
this.state = state;
}
// 代理呼叫狀態類的方法
public void punch () {
state.punch();
}
public void kick () {
state.kick();
}
}
測試
public class Test {
public static void main(String args []) {
State secGearState = new SecGearState();
State thirdGearState = new ThirdGearState();
State fourGearState = new FourGearState();
Context context = new Context();
// 路飛進化成二檔
context.setState(secGearState);
context.punch();
context.kick();
System.out.println("----------------");
// 路飛進化成三檔
context.setState(thirdGearState);
context.punch();
context.kick();
System.out.println("----------------");
// 路飛進化成四檔
context.setState(fourGearState);
context.punch();
context.kick();
}
}
輸出
外觀模式：facade pattern
外觀模式很簡單且容易理解，但理解之後卻非常有用。
說白了就是：把不同類的不同介面，統一代理到一個類裡面對外輸出，使程式碼具有良好的封裝性
Example
咱們還是拿海賊王的一個情境舉個例子
比如說，在海賊王367裡，草帽海賊團 VS 巨人殭屍奧茲 的時候，索隆，山治，佛蘭奇，烏索普和喬巴使用了一招非常精(you)彩(zhi)的技能：合體-大皇帝。
也就是說，合體後的草帽海賊團，在能夠使用每個人的絕招的同時，是作為“大皇帝”這個整體對外暴露的
我們使用外觀模式去實現的話，程式碼邏輯如下所示
首先每個成員我們用一個類去表示
// 索隆
public class Zoro {
public void useSword () {
System.out.println("三刀流斬擊");
}
}
// 山治
public class Sanj {
public void kick () {
System.out.println("惡魔風腳");
}
}
// 弗蘭奇
public class Franky {
public void openFire () {
System.out.println("風來炮");
}
}
// 愛吃棉花糖的喬巴
public class QiaoBa {
public void cure () {
System.out.println("回血治療");
}
}
然後我們用一個整體的類，去代理上面的每個成員類的邏輯
// 合體後的大皇帝
public class BigKing {
Franky franky;
QiaoBa qiaoba;
Sanj sanj;
Zoro zoro;
public BigKing () {
franky = new Franky();
qiaoba = new QiaoBa();
sanj = new Sanj();
zoro = new Zoro();
}
// 索隆類的功能
public void useSord () {
zoro.useSword();
}
// 山治類的功能
public void kick () {
sanj.kick();
}
// 佛蘭奇類的功能
public void openFire () {
franky.openFire();
}
// 喬巴類的功能
public void cure () {
qiaoba.cure();
}
}
測試
public class Test {
public static void main(String args []) {
BigKing bigking = new BigKing();
bigking.useSord();
bigking.kick();
bigking.cure();
bigking.openFire();
}
}
輸出
附帶一張圖，hhhh
代理模式：proxy pattern
使用一個類接管另一個類所有的方法呼叫，同時能在原來類的方法呼叫前，加入一些自己的“中間邏輯”。這種方式被稱為代理模式。
假設類B 是類A的代理類，那麼在呼叫類B的方法的時候，實際還是通過類B去呼叫類A的介面，但是現在所有的「控制權」都已經牢牢掌握在類B手裡了，代理類B能夠很自由的加入一些中間邏輯。
顯然，類B和類A起到的功能是相同的，我們可以抽象一個介面，去讓原類(A )和代理類(B)去實現
Example
不好意思，這裡還是用我熟悉的海賊王打個比方，在七武海-多佛朗明哥剛剛出場的時候，他就用線線果實提供的能力，操控兩名海軍自相殘殺。
如果我們把海軍抽象為一個類的話，那麼多佛朗明哥就是「海軍類」的代理類了，實際上我們發現
-
實質出手傷人的並不是海軍，而是多佛朗明哥，也就是代理類掌握了真正的控制權
-
直接出手傷人的仍然是海軍，也就是代理類仍然呼叫的是原類的介面
程式碼如下
1.我們抽象一個海軍戰士的接口出來
// 海軍戰士介面
public interface NavyFighter {
// 使用刀劍
public void useSword ();
// 徒手格鬥
public void fight();
// 使用槍炮
public void useGuns();
}
2.讓海軍軍官實現這個介面
public class NavyCaptain implements NavyFighter {
String name = "海軍上尉";
// 海軍裝備預算不夠，不能購買二十一大快刀
public void useSword() {
System.out.println(name +"發動了一次普通的斬擊");
}
// 沒有果實能力，只能徒手格鬥了
public void fight() {
System.out.println(name + "發動了一次普通的拳擊");
}
public void useGuns() {
System.out.println(name +"打出了一發普通的海樓石子彈");
}
}
3.讓多佛朗明哥也實現這個介面
public class Doflamingo implements NavyFighter {
NavyFighter navyFighter;
public Doflamingo (NavyFighter navyFighter) {
this.navyFighter = navyFighter;
}
public void useSword() {
System.out.print("在多佛朗明哥操控下,");
this.navyFighter.useSword();
}
public void fight() {
System.out.print("在多佛朗明哥操控下,");
this.navyFighter.fight();
}
public void useGuns() {
System.out.print("在多佛朗明哥操控下,");
this.navyFighter.useGuns();
}
}
測試
public class Test {
public static void main(String args []) {
NavyFighter navyCaptain = new NavyCaptain();
navyCaptain.useSword();
navyCaptain.fight();
navyCaptain.useGuns();
System.out.println("-----------------------------");
NavyFighter doflamingo = new Doflamingo(navyCaptain);
doflamingo.useSword();
doflamingo.fight();
doflamingo.useSword();
}
}
輸出