Java 版 (精华区)

发信人: strongstorm (强力风暴), 信区: Java
标  题: java设计模式
发信站: 哈工大紫丁香 (2002年11月07日10:02:52 星期四), 站内信件

标  题: 设计模式入门之一
发信站: BBS 水木清华站 (Tue Nov  5 19:17:53 2002)

开宗明义
话说设计模式以来，众人皆奉为经典，其实说穿了不过是一个矛盾的辩证关系而已，即如
何将变化与固定相统一的问题。通常的代码是固定的，很难变化；
而需求与环境是变化的，故而两者是矛盾的。但我们却要在程序中将两者的矛盾处理好。
然而，两者又是统一的，因为变化就是为了“不变”，即最大限度地重用已有的“不变”
代码；另一方面，将“不变”认识清楚，就知道哪些该“变化”，哪些该让它“变化”。
只有在固定的基础上，将该变化的让它变化，程序才能既牢固，又有弹性，从而能够满足
各方面的要求。后面的分析过程，希望大家能够牢记这个要点，从这个角度来看设计模式
，而不是为学模式而学模式，那样我认为永远都没有自己的领悟。而且设计模式也不是固
定的，随着时间的推移会出现其它的新模式，但我想仍然是符合”变化与固定“这个原则
的。
好了，罗嗦了这么多，我们首先从常见的《创建型模式》说起，我首先不给出干巴巴的定
义，而是给出活生生的例子，从实践出总结出规律，再给出定义就是水到渠成的事情了。


迷宫是许多游戏的组成元素，玩家在迷宫时探索，从一个入口进入迷宫，在迷宫中穿行，
与遇到的敌人激战，捡取医药包、武器等物品，最后找到出口，其间经常从一个房间进入
另一个房间，碰了壁就走过其它的路，如此反复。姑且不考虑这么复杂，我们现在仅关心
迷宫的创建。遵循着“将问题简化到不能简化”的原则，我们假设此迷宫中仅有两个房间
和一扇门，从其中一个房间推开门就可以进入另一个房间。整个迷宫的坐标是二维的，即
使用“东南西北”作为方位。
我们首先大致写出迷宫中房间、门、墙的框架，再接着我们的讨论(我们使用MapSite作为
所有组件的协议接口)：
interface MapSite {
    public void enter();
}

class Room implements MapSite {
    public Room(int roomNo) {
        this.roomNo = roomNo;
    }

    public void enter() {
    }

    public MapSite getSide(int n) {
        return _sides[n];
    }

    public void setSide(int n,MapSite ms) {
        _sides[n] = ms;
    }
}

class Wall implements MapSite {
    public Wall() {
    }

    public void enter() {
    }
}

class Door implements MapSite {
    public Door(Room r1,Room r2) {
        _room1 = r1;
        _room2 = r2;
    }

    public void ener() {
    }
}

//迷宫类
class Maze {
    public Maze() {
    }

    public void addRoom(Room r) {
    }

    public Room roomNo(int) {
    }
}

有了砖瓦，就可以盖房子了。我们利用这些原料来搭建一个迷宫。我们能想到的最自然、
最简单的方法，就是在迷宫游戏类的一个方法中写下创建代码：
class MazeGame {
    public Maze createMaze() {
        Maze aMaze = new Maze();
        Room r1 = new Room(1);
        Room r2 = new Room(2);
        Door theDoor = new Door(r1,r2);

        aMaze.addRoom(r1);
        aMaze.addRoom(r2);

        r1.setSide(North,new Wall());
        r1.setSide(East,theDoor);
        r1.setSide(South,new Wall());
        r1.setSide(West,new Wall());

        r2.setSide(North,new Wall());
        r2.setSide(East,new Wall());
        r2.setSide(South,new Wall());
        r2.setSide(West,theDoor);

        return aMaze;
    }
}
在createMaze的代码中，我们写下了迷宫构成部件的生成代码和迷宫本身的布局代码。那
么，我们从“变与不变的角度”可以知道，整个代码部分都是可以变化的.
大家好好想一想，一个游戏可能会升级，今天的一个房间里可能是一个医药包，明天可能
你得要钥匙才能打开这个门取得这个医药包，后来还有可能是其它什么东东。
这么多哇？！别急，我们还知道，今天，这个迷宫的地图是这样，明天可能是那样，后天
。。。打住，读者可能头都大了，你改来改去我的代码不是成马蜂窝了吗？
我的代码是死的，怎么可能一会儿是这个，一会儿是那个，不是要我命吗？嘿嘿，别急，
我们要承认这样一个事实。[需求是不断改变的]，正如马原所讲[运动是绝对的，静止是相
对的]，只有正视这个问题，我们才能开发出合乎要求的软件来。我决定对这个问题按两个
方面来讨论，首先解决迷宫中的门变化的问题，后面的文章再讨论迷宫的布局变化的问题
，必竟，饭要一口一口吃吗！

请大家思考一下，上面的代码要怎样才能满足变化的需要呢？首先，我们承认，代码只有
变化，才能反映要求的变化，只是如何变化才巧妙而已。在程序代码中，虚方法是变化的
不二法门。为什么这么说呢？
因为虚方法可以让你在“不变”的基础上达到“变化”的目的。不是吗？所有的OO教材上
都把这一点作为OO的头一优点来大书特书，我们也来这样操作一番。可是，我要变化的创
建房子、墙、门，这些不可能改变呀，因为初始化的语法就限制了你必须使用构造方法名
，而构造方法名与类名是相同的，你要改变成另一个类，就必须在迷宫创建代码中将名称
改变成新类的名称。
OK，我们找到了问题的所在，我们要改变创建的类，而上面的代码不让我们改变，这是语
言限制，我们只要找一种既能创建自己的对象又能无需改变创建代码的方法。没关系，我
在这个迷宫代码中非要使用构造器来创建一个类的对象吗？
不用，虽然本质上我们最终还是要使用创建语法，但在上面的代码中，我们完全不用这么
做？我们代之以虚方法？
Room createRoom(int roomNo) {
    return new Room(roomNo);
}
代入上面的代码后，变为
Room r1 = createRoom(1);
Room r2 = createRoom(2);
如果再有新的房子出来，只要提供另一个createRoom的实现，上面的代码只要布局不变，
是不用改变的，不是吗？OK！
只是，在OO中，所有的方法都应该是成员方法或类方法，上面的方法是哪个类的呢？显然
，我们可以将createRoom作为MazeGame的成员方法。于是，我们又有了createWall和crea
teDoor方法，要改变创建的东西，我们只要继承MazeGame，
重写createXXX方法，不就达到了“不变”的目的吗？下面是新的MazeGame的代码：
class MazeGame {
    public MazeGame() {
    }

    public Room createRoom(int roomNo) {
        return new Room(roomNo);
    }

    public Wall createWall() {
        return new Wall();
    }

    public Door createDoor(Room r1,Room r2) {
        return new Door(r1,r2);
    }

    public Maze createMaze() {
        //ommit here
    }
}

到此为止，大家学会了一种简单实用的设计模式，即Factory Method，希望大家再接再厉
，跟我一起来了解一下Factory Method的理论，毕竟实践清楚了，就要上升到理论高度，
同意吗？
冷静地分析一下，问题的关键在MazeGame类，此类预留了若干个接口，让子类通过重写这
些接口，来达到实例化“具体的类”，这些“具体的类”用来构成Maze类。
这个框架能够改变类的实体，但无法改变类之间的组合关系（这应是本方法的缺点）。再
来看，我们是将具体的创建Room、Wall、Door的操作抽象成对应的方法，使得创建与其他
代码隔离，达到重用这些其他代码的目的。这也是“创建型模式”的名称由来。

MazeGame有许多的接口，可以完成创建组成对象的工作，我们称之为“工厂”，工厂中创
建对象的方法，我们称之为“工厂方法”。
通过在具体的工厂中，重写工厂方法，或者说生成具体的工厂方法，生产出具体的产品，
达到所需的效果，这应是“工厂方法”的几个要素。

总结：这里的工厂方法，我们是不加其他思考的赋予在工厂对象上，如果将这部分对象分
离出来，成为一个粒度更小的，与MazeGame分离的类来实现，就成了为 Abstract Factor
y模式。

请大家继续关注后面章节，并提出宝贵意见。必竟我也是抱着学习的目的写下这个系列的
。有错误的指出错误，有不足的指出不足。欢迎来电来函，请播"888-88888" :(

VirtualMFC 2002-11-5

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世上本没有路，走的人多了，自然就成了路。
走自己的路，让别人说去。
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    一些花开了又谢了，一些鸟来了又走了,一些手牵了又断了，一些泪流了又干了, 
一些人爱了又不爱了,一些人孤单过仍孤单着！ 

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