Kotlin之策略模式和状态模式

在本博客中，我们将简短介绍如何在Kotlin中实现策略和状态模式。由于这两种模式在软件行业中都是众所周知的，因此我们不会讨论它们的优缺点，因为这种情况已经被做过数百次了。本示例将直接使用教科书《设计模式：可重用面向对象软件的元素》中的示例。鼓励阅读这本书，因为它为软件行业带来了很多有价值的内容。

策略模式与状态模式密切相关。因此，我们将在同一篇博客一起介绍它们。

1、策略模式

当今软件最常见的模式之一是所谓的策略模式。它被称为"政策模式"。由于其简单性，大多数开发人员都很容易理解。此外，它还有助于实现符合面向对象设计的SOLID原则的可扩展软件解决方案。

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定义一系列算法，封装每个算法，并使它们可以互换。策略使算法能够独立于使用它的客户端而变化。
GoF，设计模式

1.1、示例说明

当客户对同一问题使用不同的算法时，可以使用此模式。经常发生的问题之一是将文本流（例如大字符串）分解为较小的字符串。我们称之为换行算法。根据上下文，人们可能会使用不同的算法。使用代码的客户不应该依赖于具体的实现。

我们将每个算法封装到一个单独的类中（称为策略）。这些类中的每一个都必须实现某个接口，该接口将由客户端（直接或间接）使用。

在我们的例子中，我们将处理三种不同的算法SimpleCompositor、TeXCompositor和ArrayCompositor。客户端类（Composition）将使用抽象类Compositor。下面的UML图说明了类设置。

1.2、Kotlin中的实现

为了在Kotlin中实现上述示例，我们将使用抽象接口Compositor。所有用作算法的类都必须实现此接口。

kotlin 复制代码

interface Compositor {
    fun compose()
}

class SimppleCompositor: Compositor {
    override fun compose() {
        println("SimpleCompositor::compose")
    }
}

class TeXCompositor: Compositor {
    override fun compose() {
        println("TeXCompositor::compose")
    }
}

class ArrayCompositor: Compositor {
    override fun compose() {
        println("ArrayCompositor::compose")
    }
}

class Composition(private var compositor: Compositor) {
    fun traverse() {
        compositor.compose()
    }
    
    fun repair() {
        compositor.compose()
    }
}

fun main() {
    val teXCompositor = TeXCompositor()
    val composition = Composition(texCompositor)
    composition.repair()
}

2、状态模式

这种模式与策略模式密切相关。我们希望能够在对象的状态发生变化时改变其行为。这种行为变化对于将使用该类的客户端来说应该是透明的。

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允许对象在其内部状态发生变化时改变其行为。该对象似乎会更改其类。

GoF------设计模式

2.1、示例说明

考虑一个TCPConnection表示TCP网络连接的类。它可以有多种状态，例如Established、Listen和Closed。根据不同的状态，它的工作（行为）会有所不同。我们将把每个状态（及其功能）封装在一个类中。所有类（状态）都必须实现抽象类提供的接口TCPState。下面的UML图说明了类设置。

请注意，与原始设计相反，我们TCPConnection还实现了TCPState。

2.2、Kotlin中的实现

该模式的实现方式与前面的示例类似。我们将使用提供函数声明的抽象接口。所有状态都将实现该接口。该类TCPConnection有一个状态成员，并将所有函数调用直接委托给其状态。

请注意，我们不能使用Kotlin内置的委托模式。如教程所述，一旦将委托分配得对象，当前就无法更改委托。换句话说，我们无法使用此模式更改状态。这意味着我们必须手动实现该接口。

kotlin 复制代码

interface TCPState {
    fun open()
    fun clone()
    fun acknowledge()
}

class TCPEstablished: TCPState {
    override fun open() {
        println("TCPEstablished::open")
    }
    
    override fun close() {
        println("TCPEstablished::close")
    }
    
    override fun acknowledge() {
        println("TCPEstablished::acknowledge")
    }
}

class TCPListen: TCPState {
    override fun open() {
        println("TCPListen::open")
    }
    
    override fun close() {
        println("TCPListen::close")
    }
    
    override fun acknowledge() {
        println("TCPListen::acknowledge")
    }
}

class TCPClosed: TCPState {
    override fun open() {
        println("TCPClosed::open")
    }
    
    override fun close() {
        println("TCPClosed::close")
    }
    
    override fu acknowledge() {
        println("TCPClosed::acknowledge")
    }
}

class TCPConnection: TCPState {
    private var state: TCPState = TCPListen()
    
    override fun open() {
        state.open()
    }
    
    override fun close() {
        state.close()
    }
    
    override fun acknowledge() {
        state.acknowledge()
    }
    
    fun changeState() {
        // other state
    }
}

fun main() {
    val connection = TCPConnection()
    connection.open()
    connection.changeState()
}