大家好，我是樓仔呀。

無(wú)論大家工作還是面試，都會(huì)用到設(shè)計(jì)模式，如果不結(jié)合具體的場(chǎng)景，通過(guò)書(shū)本學(xué)到的設(shè)計(jì)模式非常容易忘。

本文通過(guò)具體的示例，教大家如何學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)模式，保證你看完這篇文章后，這 3 種常用的設(shè)計(jì)模式，能妥妥掌握！

不 BB，上文章目錄。

1. 一起打豆豆

有個(gè)記者去南極采訪(fǎng)一群企鵝，他問(wèn)第一只企鵝：“你每天都干什么？”

企鵝說(shuō)：“吃飯，睡覺(jué)，打豆豆！”

接著又問(wèn)第 2 只企鵝，那只企鵝還是說(shuō)：“吃飯，睡覺(jué)，打豆豆！”

記者帶著困惑問(wèn)其他的企鵝，答案都一樣，就這樣一直問(wèn)了 99 只企鵝。

當(dāng)走到第 100 只小企鵝旁邊時(shí)，記者走過(guò)去問(wèn)它：每天都做些什么啊？

那只小企鵝回答："吃飯，睡覺(jué)．"

記者驚奇的又問(wèn)："你怎么不打豆豆？"

小企鵝撇著嘴巴，瞪了記者一眼說(shuō)："我就是豆豆！"

樓哥，你搞錯(cuò)了吧，這是篇技術(shù)文，你咋講笑話(huà)了？甭著急，繼續(xù)往后面看哈~~

2. 模板&策略模式

2.1 實(shí)現(xiàn)姿勢(shì)

我們會(huì)從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，講解代碼正確的實(shí)現(xiàn)姿勢(shì)，分別為最 Low 方式、常規(guī)方式、模板模式和策略模式。

2.1.1 最 Low 方式

假如現(xiàn)在有 3 只企鵝，都喜歡 “吃飯，睡覺(jué)，打豆豆”：

public class littlePenguin {
    public void everyDay(){
        System.out.println("吃飯");
        System.out.println("睡覺(jué)");
        System.out.println("用小翅膀打豆豆");
    }
}
public class middlePenguin {
    public void everyDay(){
        System.out.println("吃飯");
        System.out.println("睡覺(jué)");
        System.out.println("用圓圓的肚子打豆豆");
    }
}
public class bigPenguin {
    public void everyDay(){
        System.out.println("吃飯");
        System.out.println("睡覺(jué)");
        System.out.println("拿雞毛撣子打豆豆");
    }
}
public class test {
    public static void main(String[] args){
        System.out.println("littlePenguin:");
        littlePenguin penguin_1 = new littlePenguin();
        penguin_1.everyDay();
        
        System.out.println("middlePenguin:");
        middlePenguin penguin_2 = new middlePenguin();
        penguin_2.everyDay();
        
        System.out.println("bigPenguin:");
        bigPenguin penguin_3 = new bigPenguin();
        penguin_3.everyDay();
    }
}

看一下執(zhí)行結(jié)果：

littlePenguin:
吃飯
睡覺(jué)
用小翅膀打豆豆
middlePenguin:
吃飯
睡覺(jué)
用圓圓的肚子打豆豆
bigPenguin:
吃飯
睡覺(jué)
拿雞毛撣子打豆豆

這種方式是大家寫(xiě)代碼時(shí)，最容易使用的方式，上手簡(jiǎn)單，也容易理解，目前看項(xiàng)目中陳舊的代碼，經(jīng)常能找到它們的影子，下面我們看怎么一步步將其進(jìn)行重構(gòu)。

2.1.2 常規(guī)方式

“吃飯，睡覺(jué)，打豆豆” 其實(shí)都是獨(dú)立的行為，為了不相互影響，我們可以通過(guò)函數(shù)簡(jiǎn)單進(jìn)行封裝：

public class littlePenguin {
    public void eating(){
        System.out.println("吃飯");
    }
    public void sleeping(){
        System.out.println("睡覺(jué)");
    }
    public void beating(){
        System.out.println("用小翅膀打豆豆");
    }
}
public class middlePenguin {
    public void eating(){
        System.out.println("吃飯");
    }
    public void sleeping(){
        System.out.println("睡覺(jué)");
    }
    public void beating(){
        System.out.println("用圓圓的肚子打豆豆");
    }
}
// bigPenguin相同，省略...
public class test {
    public static void main(String[] args){
        System.out.println("littlePenguin:");
        littlePenguin penguin_1 = new littlePenguin();
        penguin_1.eating();
        penguin_1.sleeping();
        penguin_1.beating();
        // 下同，省略...
    }
}

工作過(guò)一段時(shí)間的同學(xué)，可能會(huì)采用這種實(shí)現(xiàn)方式，我們有沒(méi)有更優(yōu)雅的實(shí)現(xiàn)方式呢？

2.1.3 模板模式

定義：一個(gè)抽象類(lèi)公開(kāi)定義了執(zhí)行它的方法的方式/模板，它的子類(lèi)可以按需要重寫(xiě)方法實(shí)現(xiàn)，但調(diào)用將以抽象類(lèi)中定義的方式進(jìn)行，屬于行為型模式。

這 3 只企鵝，因?yàn)?“吃飯，睡覺(jué)” 都一樣，所以我們可以直接實(shí)現(xiàn)出來(lái)，但是他們 “打豆豆” 的方式不同，所以封裝成抽象方法，需要每個(gè)企鵝單獨(dú)去實(shí)現(xiàn) “打豆豆” 的方式。

最后再新增一個(gè)方法 everyDay()，固定每天的執(zhí)行流程：

public abstract class penguin {
    public void eating(){
        System.out.println("吃飯");
    }
    public void sleeping(){
        System.out.println("睡覺(jué)");
    }
    public abstract void beating();
    public void everyDay(){
        this.eating();
        this.sleeping();
        this.beating();
    }
}

每只企鵝單獨(dú)實(shí)現(xiàn)自己 “打豆豆” 的方式：

public class littlePenguin extends penguin {
    @Override
    public void beating(){
        System.out.println("用小翅膀打豆豆");
    }
}
public class middlePenguin extends penguin {
    @Override
    public void beating(){
        System.out.println("用圓圓的肚子打豆豆");
    }
}
public class bigPenguin extends penguin {
    @Override
    public void beating(){
        System.out.println("拿雞毛撣子打豆豆");
    }
}

最后看調(diào)用方式：

public class test {
    public static void main(String[] args){
        System.out.println("littlePenguin:");
        littlePenguin penguin1 = new littlePenguin();
        penguin1.everyDay();
        System.out.println("middlePenguin:");
        middlePenguin penguin2 = new middlePenguin();
        penguin2.everyDay();
        System.out.println("bigPenguin:");
        bigPenguin penguin3 = new bigPenguin();
        penguin3.everyDay();
    }
}

樓哥，你這代碼看的費(fèi)勁，能給我畫(huà)一個(gè) UML 圖么？來(lái)，安排！

2.1.4 策略模式

定義：一個(gè)類(lèi)的行為或其算法可以在運(yùn)行時(shí)更改，即我們創(chuàng)建表示各種策略的對(duì)象和一個(gè)行為隨著策略對(duì)象改變而改變的 context 對(duì)象，策略對(duì)象改變 context 對(duì)象的執(zhí)行算法，屬于行為型模式。

我們還是先抽象出 3 個(gè)企鵝的行為：

每只企鵝單獨(dú)實(shí)現(xiàn)自己 “打豆豆” 的方式：

public class littlePenguin extends penguin {
    @Override
    public void beating(){
        System.out.println("用小翅膀打豆豆");
    }
}
public class middlePenguin extends penguin {
    @Override
    public void beating(){
        System.out.println("用圓圓的肚子打豆豆");
    }
}
public class bigPenguin extends penguin {
    @Override
    public void beating(){
        System.out.println("拿雞毛撣子打豆豆");
    }
}

這里就是策略模式的重點(diǎn)，我們?cè)倏匆幌虏呗阅Ｊ降亩x “我們創(chuàng)建表示各種策略的對(duì)象和一個(gè)行為隨著策略對(duì)象改變而改變的 context 對(duì)象”，那么該 contex 對(duì)象如下：

public class behaviorContext {
    private penguin _penguin;

    public behaviorContext(penguin newPenguin){
        _penguin = newPenguin;
    }
    public void setPenguin(penguin newPenguin){
        _penguin = newPenguin;
    }
    public void everyDay(){
        _penguin.eating();
        _penguin.sleeping();
        _penguin.beating();
    }
}

最后看調(diào)用方式：

public class test {
    public static void main(String[] args){
        behaviorContext behavior = new behaviorContext(new littlePenguin());
        behavior.everyDay();

        behavior.setPenguin(new middlePenguin());
        behavior.everyDay();

        behavior.setPenguin(new bigPenguin());
        behavior.everyDay();
    }
}

我們可以通過(guò)給 behaviorContext 傳遞不同的對(duì)象，然后來(lái)約定 everyDay() 的調(diào)用方式。

其實(shí)我這個(gè)示例，有點(diǎn)把策略模式講復(fù)雜了，因?yàn)榧兇獾牟呗阅Ｊ剑? 個(gè)企鵝只有 beating() 方法不同，所以可以把 beating() 理解為不同的算法即可。

之所以引入 everyDay()，是因?yàn)閷?shí)際的項(xiàng)目場(chǎng)景中，會(huì)經(jīng)常這么使用，也就是把這個(gè)變化的算法 beating()，包裝到具體的執(zhí)行流程里面，所以策略模式就看起來(lái)沒(méi)有那么直觀，但是核心思想是一樣的。

2.2 模板 vs 策略

我在選擇模板模式和策略模式時(shí)，發(fā)現(xiàn)兩者都可以完全滿(mǎn)足我的需求，然后我到網(wǎng)上查閱了很多資料，希望能找到兩種模式在技術(shù)選擇時(shí)，能確定告訴我哪些情況需要選擇哪種模式。

說(shuō)來(lái)慚愧，到現(xiàn)在我都沒(méi)有找到，因?yàn)榫W(wǎng)上只告訴我兩種實(shí)現(xiàn)姿勢(shì)的區(qū)別，但是沒(méi)有說(shuō)明如何具體選型。

2.2.1 網(wǎng)上觀點(diǎn)

據(jù)我可以告訴他們是 99％ 相同，唯一的區(qū)別是模板方法模式具有抽象類(lèi)作為基類(lèi)，而戰(zhàn)略類(lèi)使用由每個(gè)具體戰(zhàn)略類(lèi)實(shí)現(xiàn)的接口，兩者的主要區(qū)別在于具體 algorithm 的 select。

使用 Template 方法模式時(shí)，通過(guò)子類(lèi)化模板在編譯時(shí)發(fā)生，每個(gè)子類(lèi)通過(guò)實(shí)現(xiàn)模板的抽象方法提供了一個(gè)不同的具體 algorithm。

當(dāng)客戶(hù)端調(diào)用模板的外部接口的方法時(shí)，模板根據(jù)需要調(diào)用其抽象方法（其內(nèi)部接口）來(lái)調(diào)用 algorithm。

相比之下，策略模式允許在運(yùn)行時(shí)通過(guò)遏制來(lái) select algorithm，具體 algorithm 是通過(guò)單獨(dú)的類(lèi)或函數(shù)實(shí)現(xiàn)的，這些類(lèi)或函數(shù)作為 parameter passing 給構(gòu)造函數(shù)或構(gòu)造方法。

上面講的有點(diǎn)抽象，下面直接看具體對(duì)比。

相似：

• 策略和模板方法模式都可以用來(lái)滿(mǎn)足開(kāi)閉原則，使得軟件模塊在不改變代碼的情況下易于擴(kuò)展；
• 兩種模式都表示通用 function 與該 function 的詳細(xì)實(shí)現(xiàn)的分離，不過(guò)它們所提供的粒度有一些差異。

差異：

• 策略模式：

它基于接口；

客戶(hù)和策略之間的耦合更加松散；

定義不能被子類(lèi)改變的 algorithm 的骨架，只有某些操作可以在子類(lèi)中重寫(xiě)；

父類(lèi)完全控制 algorithm ，僅將具體的步驟與具體的類(lèi)進(jìn)行區(qū)分；

綁定是在編譯時(shí)完成的。

• 模板模式：

它基于框架或抽象類(lèi)，甚至可以有一個(gè)具有默認(rèn)實(shí)現(xiàn)的具體類(lèi)。

模塊耦合得更緊密；

它通過(guò)修改方法的行為來(lái)改變對(duì)象的內(nèi)容；

它用于在 algorithm 族之間切換；

它在運(yùn)行時(shí)通過(guò)其他 algorithm 完全 replace 一個(gè)algorithm 來(lái)改變對(duì)象的行為；

綁定在運(yùn)行時(shí)完成。

2.2.2 個(gè)人理解

對(duì)于有強(qiáng)迫癥的我，沒(méi)有找到問(wèn)題的根源，總感覺(jué)哪里不對(duì)勁，我就說(shuō)一下我對(duì)于兩者區(qū)別的理解吧。

說(shuō)實(shí)話(huà)，兩種設(shè)計(jì)模式，我也就看到在實(shí)現(xiàn)姿勢(shì)上有所區(qū)別，至于說(shuō)的策略模式要定義統(tǒng)一接口，模板模式不這樣做等，我不太贊同，因?yàn)槲矣袝r(shí)也會(huì)給模板模式定義一個(gè)通用接口。

然后也有人說(shuō)，策略模式需要定義一堆對(duì)象，模板模式就不需要，如果有 10 個(gè)不同的企鵝，模板模式不也是需要定義 10 個(gè)不同的企鵝類(lèi)，然后再專(zhuān)門(mén)針對(duì)特定的方法去實(shí)現(xiàn)么？

這兩種設(shè)計(jì)模式，我感覺(jué)還沒(méi)有到非此即彼的劃分。

如果我沒(méi)有固定的執(zhí)行流程，比如只去打豆豆，只需要對(duì)一個(gè)方法做具體抽象，我愿意選擇策略模式，因?yàn)檫@個(gè)我感覺(jué)會(huì)讓我需要使用的對(duì)象，更清晰一些。

如果我有固定的執(zhí)行流程，比如 “吃飯、睡覺(jué)、打豆豆”，我更愿意使用模板方法，可能是代碼看多了，也看習(xí)慣了，更愿意用模板方法去規(guī)范代碼固定的執(zhí)行流程。

當(dāng)然，我也可以將兩者結(jié)合起來(lái)使用，比如我們可以用模板方法，去實(shí)現(xiàn)這 3 只企鵝，但是對(duì)于 middlePenguin，可能有分為企鵝少年 A、企鵝少年 B、企鵝少年 C，他們都喜歡隔壁的企鵝妹妹，但是喜歡的方式不同，有暗戀的，有直接表白的，還有霸道總裁的，我可以用策略模式，去指定他們對(duì)企鵝妹妹的表達(dá)方式。

2.3 實(shí)際場(chǎng)景

任何模式，都需要結(jié)合實(shí)際的場(chǎng)景來(lái)講，才能更清晰。

這兩個(gè)模式，可以在你之前做過(guò)的項(xiàng)目中，只要稍微留意一下，應(yīng)該會(huì)發(fā)現(xiàn)它們其實(shí)是大量存在的。

比如很多框架代碼，里面有很多固定的執(zhí)行流程，有些邏輯是可以采用默認(rèn)處理的方式，有些邏輯需要下游自己去實(shí)現(xiàn)，然后有些邏輯還需要提前預(yù)留鉤子。

比如在執(zhí)行 process() 流程時(shí)，可能需要進(jìn)行 preProcess() 的操作，那么這個(gè) preProcess() 就是你預(yù)留的鉤子，下游可以實(shí)現(xiàn)，也可以不實(shí)現(xiàn)。

3. 工廠(chǎng)模式

后面會(huì)結(jié)合模板模式，來(lái)講解工廠(chǎng)模式，實(shí)戰(zhàn)場(chǎng)景非常強(qiáng)。

3.1 問(wèn)題引入

對(duì)于工廠(chǎng)模式，大家可能覺(jué)得會(huì)很 Low，不就是搞個(gè)類(lèi)，然后專(zhuān)門(mén)生成一個(gè)具體的對(duì)象嘛，這有什么難的？

是的，工廠(chǎng)模式確實(shí)不難，但是問(wèn)你一下，如果你的代碼中有很多 if...else，你知道怎么通過(guò)工廠(chǎng)模式，把這些 if...else 去掉么？

嗯，工廠(chǎng)模式我會(huì)，但是和去掉 if...else 好像沒(méi)有關(guān)系吧？

我舉個(gè)例子，假如你遇到如下代碼：

switch($taskInfo['type_id']) {
    //批量?jī)鼋Y(jié)訂單
    case 1:
        $result = self::batchFrozen($row_key,1);
        break;
    //批量解凍訂單
    case 2:
        $result = self::batchFrozen($row_key,0);
        break;
    //批量允許發(fā)貨
    case 3:
        $result =self::batchReshipment($row_key);
        break;
    //批量取消發(fā)貨
    case 4:
        $result = self::batchCancel($row_key);
        break;
    // 后面還有幾十個(gè)case，省略...

既然你懂工廠(chǎng)模式，可以把 if...else 簡(jiǎn)單重構(gòu)一下，那就開(kāi)始你的表演吧。

什么？不會(huì)？！你剛才還是自己是會(huì)工廠(chǎng)模式，怎么突然就慫了呢？

既然不會(huì)，那就靜下心來(lái)，虛心學(xué)習(xí)一下。

3.2 工廠(chǎng)模式

定義：它提供了一種創(chuàng)建對(duì)象的最佳方式，我們?cè)趧?chuàng)建對(duì)象時(shí)不會(huì)對(duì)客戶(hù)端暴露創(chuàng)建邏輯，并且是通過(guò)使用一個(gè)共同的接口來(lái)指向新創(chuàng)建的對(duì)象，屬于創(chuàng)建型模式。

先直接上圖，后面的示例主要通過(guò)該圖展開(kāi)：

其實(shí)設(shè)計(jì)模式一般不會(huì)單一使用，通常會(huì)和其它模式結(jié)合起來(lái)使用，這里我們就將上一篇文章講到的模板模式和工廠(chǎng)模式結(jié)合起來(lái)。

因?yàn)楣S(chǎng)模式，通常會(huì)給這些新創(chuàng)建的對(duì)象制定一個(gè)公共的接口，我們可以通過(guò)抽象類(lèi)定義：

public abstract class penguin {
    public void eating(){
        System.out.println("吃飯");
    }

    public void sleeping(){
        System.out.println("睡覺(jué)");
    }

    public abstract void beating();

    public void everyDay(){
        this.eating();
        this.sleeping();
        this.beating();
    }
}

因?yàn)槲覀兪墙Y(jié)合了模板模式，所以這個(gè)抽象類(lèi)中，可以看到模板模式的影子。

如果你只關(guān)注抽象的接口，比如 beating，那么這個(gè)就是一個(gè)抽象方法，也可以理解為下游需要實(shí)現(xiàn)的方法，其它的接口其實(shí)可以忽略。

看看每個(gè)企鵝具體的實(shí)現(xiàn)：

public class littlePenguin extends penguin {
    @Override
    public void beating(){
        System.out.println("用小翅膀打豆豆");
    }
}
public class middlePenguin extends penguin {
    @Override
    public void beating(){
        System.out.println("用圓圓的肚子打豆豆");
    }
}
public class bigPenguin extends penguin {
    @Override
    public void beating(){
        System.out.println("拿雞毛撣子打豆豆");
    }
}

這里是工廠(chǎng)方法的重點(diǎn)，需要構(gòu)建一個(gè)工廠(chǎng)，專(zhuān)門(mén)用來(lái)拿企鵝：

public class penguinFactory {
    private static final Map<String, penguin> map = new HashMap<>();
    static {
        map.put("littlePenguin", new littlePenguin());
        map.put("middlePenguin", new middlePenguin());
        map.put("bigPenguin", new bigPenguin());
    }
    // 獲取企鵝
    public static penguin getPenguin(String name){
        return map.get(name);
    }
}

上面的邏輯很簡(jiǎn)單，就是通過(guò)一個(gè) map 對(duì)象，放入所有的企鵝，這個(gè)工廠(chǎng)就可以通過(guò)企鵝的名字，拿到對(duì)應(yīng)的企鵝對(duì)象，最后我們看使用方式：

public class test {
    public static void main(String[] args){
        penguin penguin_1 = penguinFactory.getPenguin("littlePenguin");
        penguin_1.everyDay();
        penguin penguin_2 = penguinFactory.getPenguin("middlePenguin");
        penguin_2.everyDay();
        penguin penguin_3 = penguinFactory.getPenguin("bigPenguin");
        penguin_3.everyDay();
    }
}

輸出如下：

吃飯
睡覺(jué)
用小翅膀打豆豆
吃飯
睡覺(jué)
用圓圓的肚子打豆豆
吃飯
睡覺(jué)
拿雞毛撣子打豆豆

樓哥，你這個(gè)例子我看懂了，但是你最開(kāi)始拋的那個(gè)問(wèn)題，能給出答案么？

3.3 問(wèn)題解答

文章開(kāi)頭的這個(gè)示例，其實(shí)也是我最近需要重構(gòu)項(xiàng)目中的一段代碼，我就是用 “工廠(chǎng)模式 + 模板模式” 來(lái)重構(gòu)的。

我首先會(huì)對(duì)每個(gè)方法中的內(nèi)容通過(guò)模板模式進(jìn)行抽象（因?yàn)楸菊轮饕v工廠(chǎng)模式，模板模式的代碼，我就不貼了），然后通過(guò)工廠(chǎng)模式獲取不同的對(duì)象，直接看重構(gòu)后的代碼：

public class TaskFactory {
    @Autowired
    public static List<AbstractTask> taskList;
    private static final Map<String, AbstractTask> map = new HashMap<>();
    static {
        // 存放任務(wù)映射關(guān)系
        map.put(AbstractTask.OPERATOR_TYPE_FROZEN, new BatchFrozenTask());
        map.put(AbstractTask.OPERATOR_TYPE_REJECT, new BatchRejectTask());
        map.put(AbstractTask.OPERATOR_TYPE_CANCEL, new BatchCancelTask());
    }

    public static void main(String[] args){
        String operatorType = AbstractTask.OPERATOR_TYPE_REJECT;
        AbstractTask task = TaskFactory.map.get(operatorType);
        ParamWrapper<CancelParams> params = new ParamWrapper<CancelParams>();
        params.rowKey = 11111111;
        params.data = new CancelParams();
        OcApiServerResponse res =  task.execute(params);
        System.out.println(res.toString());
        return;
    }
}

3.4 實(shí)際場(chǎng)景

這個(gè)場(chǎng)景就太多了，剛才給大家講解的是去掉 if...else 的場(chǎng)景，然后在小米商城的支付系統(tǒng)中，因?yàn)楹Ｍ庥袔资N支付方式，也是通過(guò)這種方式去掉 if...else 的，不過(guò)支付類(lèi)的封裝不是用的模板方法，用的的策略模式，雖然感覺(jué)兩者差不多。

如果你直接 new 一個(gè)對(duì)象就能解決的問(wèn)題，就用不到工廠(chǎng)模式了。

4. 結(jié)語(yǔ)

看完這篇文章，相信這 3 種設(shè)計(jì)模式，已經(jīng)深深刻在你骨子里面了。

大家可以靜下心來(lái)想想，自己之前做過(guò)的項(xiàng)目中，有哪些用到上面這 3 種設(shè)計(jì)模式，然后自己再結(jié)合具體的場(chǎng)景總結(jié)一下，我想你應(yīng)該會(huì)有更深入的理解。