当出现if/else的场景

public int calculate(int a, int b, String operator) {
int result = Integer.MIN_VALUE;
if ("add".equals(operator)) {
result = a + b;
} else if ("multiply".equals(operator)) {
result = a * b;
} else if ("divide".equals(operator)) {
result = a / b;
} else if ("subtract".equals(operator)) {
result = a - b;
}
return result;
}

或者用switch/case:

public int calculateUsingSwitch(int a, int b, String operator) {
switch (operator) {
case "add":
result = a + b;
break;
// other cases }
return result;
}

嵌套逻辑比较多的时候优化方案,有非常多的重构方法来解决这个问题, 这里会列举很多方法,在实际应用中可能会根据场景进行一些调整;

1.工厂类定义一个操作接口

public interface Operation {
int apply(int a, int b);
}实现操作, 这里只以add为例
public class Addition implements Operation {
@Override
public int apply(int a, int b) {
return a + b;
}
}

实现操作工厂

public class OperatorFactory {
static Map operationMap = new HashMap<>();
static {
operationMap.put("add", new Addition());
operationMap.put("divide", new Division());
// more operators }
public static Optional getOperation(String operator) {
return Optional.ofNullable(operationMap.get(operator));
}
}

在Calculator中调用

public int calculateUsingFactory(int a, int b, String operator) {
Operation targetOperation = OperatorFactory
.getOperation(operator)
.orElseThrow(() -> new IllegalArgumentException("Invalid Operator"));
return targetOperation.apply(a, b);
}

2.枚举我们在编程时,为了方便,可以用 1 代表“成功”,2 代表“失败”,但是如果直接把 1 和 2 写到代码中,别人看的时候很可能不知道这两个数字的具体含义,这个时候可以利用枚举类,将数字的意思明确地摆出来,以下是应用实例:定义操作符枚举

public enum Operator {
ADD {
@Override
public int apply(int a, int b) {
return a + b;
}
},
// other operators
public abstract int apply(int a, int b);
}在Calculator中调用
public int calculate(int a, int b, Operator operator) {
return operator.apply(a, b);
}

写个测试用例测试下:

@Test
public void whenCalculateUsingEnumOperator_thenReturnCorrectResult() {
Calculator calculator = new Calculator();
int result = calculator.calculate(3, 4, Operator.valueOf("ADD"));
assertEquals(7, result);
}

3.命令模式什么是命令模式

命令(Command)模式又叫作动作(Action)模式或事务(Transaction)模式,是一种对象的行为模式。将一个请求封装为一个对象,从而使你可用不同的请求对客户进行参数化;对请求排队或记录请求日志,以及支持可撤消的操作。

命令模式的本质:封装请求

设计意图:命令模式通过将请求封装到一个命令(Command)对象中,实现了请求调用者和具体实现者之间的解耦。命令模式适用性

如果需要抽象出需要执行的动作,并参数化这些对象,可以选用命令模式。将这些需要执行的动作抽象成为命令,然后实现命令的参数化配置。

如果需要在不同的时刻指定、排列和执行请求,可以选用命令模式。将这些请求封装成为命令对象,然后实现将请求队列化。

如果需要支持取消操作,可以选用命令模式,通过管理命令对象,能很容易地实现命令的恢复和重做功能。

如果需要支持当系统崩溃时,能将系统的操作功能重新执行一遍,可以选用命令模式。将这些操作功能的请求封装成命令对象,然后实现日志命令,就可以在系统恢复以后,通过日志获取命令列表,从而重新执行一遍功能。

在需要事务的系统中,可以选用命令模式。命令模式提供了对事务进行建模的方法。命令模式有一个别名就是Transaction。命令模式的结构Command接口

public interface Command {
Integer execute();
}实现Command
public class AddCommand implements Command {
// Instance variables
public AddCommand(int a, int b) {
this.a = a;
this.b = b;
}
@Override
public Integer execute() {
return a + b;
}
}在Calculator中调用
public int calculate(Command command) {
return command.execute();
}

测试用例

@Test
public void whenCalculateUsingCommand_thenReturnCorrectResult() {
Calculator calculator = new Calculator();
int result = calculator.calculate(new AddCommand(3, 7));
assertEquals(10, result);
}

注意,这里new AddCommand(3, 7)仍然没有解决动态获取操作符问题,所以通常来说可以结合简单工厂模式来调用简单工厂(Simple Factory),它把实例化的操作单独放到一个类中,这个类就成为简单工厂类,让简单工厂类来决定应该用哪个具体子类来实例化,这样做能把客户类和具体子类的实现解耦,客户类不再需要知道有哪些子类以及应当实例化哪个子类

4.规则引擎将规则引擎想象成一个以数据和规则作为输入的系统。它将这些规则应用于数据,并根据规则定义为我们提供输出。定义规则

public interface Rule {
boolean evaluate(Expression expression);
Result getResult();
}Add 规则
public class AddRule implements Rule {
@Override
public boolean evaluate(Expression expression) {
boolean evalResult = false;
if (expression.getOperator() == Operator.ADD) {
this.result = expression.getX() + expression.getY();
evalResult = true;
}
return evalResult;
}
}

表达式

public class Expression {
private Integer x;
private Integer y;
private Operator operator;
}

规则引擎

public class RuleEngine {
private static List rules = new ArrayList<>();
static {
rules.add(new AddRule());
}
public Result process(Expression expression) {
Rule rule = rules
.stream()
.filter(r -> r.evaluate(expression))
.findFirst()
.orElseThrow(() -> new IllegalArgumentException("Expression does not matches any Rule"));
return rule.getResult();
}
}

测试用例

@Test
public void whenNumbersGivenToRuleEngine_thenReturnCorrectResult() {
Expression expression = new Expression(5, 5, Operator.ADD);
RuleEngine engine = new RuleEngine();
Result result = engine.process(expression);
assertNotNull(result);
assertEquals(10, result.getValue());
}

5.策略模式策略模式属于对象的行为模式。其用意是针对一组算法,将每一个算法封装到具有共同接口的独立的类中,从而使得它们可以相互替换。策略模式使得算法可以在不影响到客户端的情况下发生变化。策略模式的结构

策略模式是对算法的包装,是把使用算法的责任和算法本身分割开来,委派给不同的对象管理。策略模式通常把一个系列的算法包装到一系列的策略类里面,作为一个抽象策略类的子类。用一句话来说,就是:“准备一组算法,并将每一个算法封装起来,使得它们可以互换”。下面就以一个示意性的实现讲解策略模式实例的结构。

这个模式涉及到三个角色:环境(Context)角色:持有一个Strategy的引用。

抽象策略(Strategy)角色:这是一个抽象角色,通常由一个接口或抽象类实现。此角色给出所有的具体策略类所需的接口。

具体策略(ConcreteStrategy)角色:包装了相关的算法或行为。操作

public interface Opt {
int apply(int a, int b);
}
@Component(value = "addOpt")
public class AddOpt implements Opt {
@Autowired
xxxAddResource resource; // 这里通过Spring框架注入了资源
@Override
public int apply(int a, int b) {
return resource.process(a, b);
}
}
@Component(value = "devideOpt")
public class devideOpt implements Opt {
@Autowired
xxxDivResource resource; // 这里通过Spring框架注入了资源
@Override
public int apply(int a, int b) {
return resource.process(a, b);
}
}

策略

@Component
public class OptStrategyContext{
private Map strategyMap = new ConcurrentHashMap<>();
@Autowired
public OptStrategyContext(Map strategyMap) {
this.strategyMap.clear();
this.strategyMap.putAll(strategyMap);
}
public int apply(Sting opt, int a, int b) {
return strategyMap.get(opt).apply(a, b);
}
}