Java 8 中的设计模式策略

概述

在本篇文章中我们对可以在 Java 8 中的设计模式策略（strategy design pattern）进行一些简单的说明。

如果你对 Java 的设计模式不是非常清楚的话，可以先自行脑补下。

我们简单的总结就是将以前 Java 使用的接口和实现的设计模式，在 Java 8 中可以使用 lambda 函数来进行简化。

在下面内容中，我们首先提供了一个简单的设计模式样例，以及在传统的环境下我们是怎么实现这个设计模式的。

随后，我们将会使用 Java 8 中的 lambda 函数来进行实现，然后介绍一些有什么不同的地方。

模式策略

所谓的模式策略（strategy pattern）的定义就是能够让我们的程序在运行时（runtime）改变算法的表现。

在通常的情况下，我们会首先设计一个接口，然后在这个接口中定义我们需要使用的方法，然后使用不同的类来实现我们的接口定义的方法。

这种设计模式为我们在 Java 面向对象设计时候经常用到的。

让我们来考察下面的一个使用案例，针对不同的节日，我们针对某一个销售使用不同的定价策略，比如说圣诞节（Christmas），复活节（Easter）或者新年（New Year），我们使用的价格策略是不一样的。

首先我们需要在接口中定义一个 Discounter 方法，然后针对不同的节日来实现 Discounter 这个方法。

public interface Discounter {    BigDecimal applyDiscount(BigDecimal amount);}

然后我们的目标是在复活节的时候打 5 折（50%），另外一个目标是在圣诞节的时候打 9 折（10%）。

随后我们就可以在下面的 2 个类中实现我们在接口中定义的方法。

public static class EasterDiscounter implements Discounter {    @Override    public BigDecimal applyDiscount(final BigDecimal amount) {        return amount.multiply(BigDecimal.valueOf(0.5));    }}
public static class ChristmasDiscounter implements Discounter {   @Override   public BigDecimal applyDiscount(final BigDecimal amount) {       return amount.multiply(BigDecimal.valueOf(0.9));   }}

然后，我们在则是中使用这个策略：

Discounter easterDiscounter = new EasterDiscounter();
BigDecimal discountedValue = easterDiscounter  .applyDiscount(BigDecimal.valueOf(100));
assertThat(discountedValue)  .isEqualByComparingTo(BigDecimal.valueOf(50));

上面这个设计模式是我们在通常情况下使用的，但是比较头痛的是针对每一个方法，你需要在实现中都实现你需要的方法。

另外一个解决方案就是使用内部类型，但是这个内部类型并没有有太多的提高，你还是有不少的工作需要做。

例如下面使用内部类型的实现：

Discounter easterDiscounter = new Discounter() {    @Override    public BigDecimal applyDiscount(final BigDecimal amount) {        return amount.multiply(BigDecimal.valueOf(0.5));    }};

使用 Java 8

如果你开始使用 Java 8 的话，我们知道 lambda 函数表达式可以做内部类型来使用，这样能够明显的降低多余的代码。

同时会让我们的代码看起来更加整洁和可读。

不管怎么样，使用 lambda 表达是提供了另外一种模式的实现，针对最开始的实现来说，Java 8 的实现提供了更多的一种选择。

降低代码的冗余

现在我们针对 EasterDiscounter 的实现，我们现在只是用 lambda 表达式来实现：

Discounter easterDiscounter = amount -> amount.multiply(BigDecimal.valueOf(0.5));

通过上面的代码，我们可以看到使用 lambda 表达式的实现看起来更加整洁，代码更加可读和便于维护，针对开始使用多行才能实现的内容，现在只需要使用一行就可以完成了。

更主要的是： ** 一个 lambda 表达式可以被用来替换匿名的内部类型**。

如果我们需要对多个折扣力度进行实现的话，使用 lambda 表达式就看起来更加漂亮了：

List<Discounter> discounters = newArrayList(  amount -> amount.multiply(BigDecimal.valueOf(0.9)),  amount -> amount.multiply(BigDecimal.valueOf(0.8)),  amount -> amount.multiply(BigDecimal.valueOf(0.5)));

如果我们需要对很多折扣力度进行定义的话，我们可以在 Java 8 中使用静态方法，然后这个定义将会在一个类中完成。

如果你愿意的话，Java 8 甚至可以让你在接口中定义静态方法。

对比在实体类和匿名内部类型之间进行选择，让我们在一个单独类中创建多个静态 lambda 表达式：

public interface Discounter {    BigDecimal applyDiscount(BigDecimal amount);
    static Discounter christmasDiscounter() {        return amount -> amount.multiply(BigDecimal.valueOf(0.9));    }
    static Discounter newYearDiscounter() {        return amount -> amount.multiply(BigDecimal.valueOf(0.8));    }
    static Discounter easterDiscounter() {        return amount -> amount.multiply(BigDecimal.valueOf(0.5));    }}

通过上面的代码，我们可以看到使用了较少的代码，我们实现了很多的功能。

改进方法的创建

让我们来对 Discounter 接口再次进行修改，这次我们让 Discounter 接口继承 UnaryOperator 接口，然后添加一 combine() 方法：

public interface Discounter extends UnaryOperator<BigDecimal> {    default Discounter combine(Discounter after) {        return value -> after.apply(this.apply(value));    }}

最开始的设计就是通过对 Discounter 接口的调整，能够让 Discounter 接口能够对折扣进行处理。

随着 UnaryOperator 接口被继承，我们可以使用 UnaryOperator 接口提供的 apply() 方法，我们只需要对 applyDiscount 进行替换就可以了。

combine() 方法为在 Discounter 接口中应用的一个抽象，使用一个内建的 apply() 函数来实现。

现在，让我们来试试针对某一个价格实现多折扣的情况，我们将会使用 reduce() 和我们的 combine() 函数来实现：

Discounter combinedDiscounter = discounters  .stream()  .reduce(v -> v, Discounter::combine);
combinedDiscounter.apply(...);

特别关注下 reduce 的第一参数，如果我们没有任何折扣被使用，我们需要返回一个没有修改的值。

当然你也可以在这里定义一个函数，通过这个定义的函数来实现一个默认的折扣。

针对默认的遍历选项来说，通过这种实现为我们提供了更多的函数功能。

结论

在本代码中，我们对 Java 8 中的设计模式策略（strategy design pattern）进行一些简单的说明，因为 lambda 表达式的使用，让我们能够使用更少的代码实现更多的功能。

如果你觉得这篇文章有点难度的话，你需要先对 Java 的一些面向对象设计有所了解，对接口，抽象，继承，内部类型等都需要有些熟悉才能更好的理解。

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