前言

最近讀書會在讀深入淺出設計模式，趁這個機會複習一下設計模式，試著舉出簡單的例子並且用非模式與模式的方式來實作，比較它們的差異與優缺點。

範例問題

我們有三個class分別為 鴨子(Duck)、 企鵝(Penguin)、 小雞(Chicken)，它們各自擁有不同的飛行(fly)與游泳(swim)的行為如下：

• 鴨子會飛(I can fly.)也會游泳(I can swim.)。
• 企鵝不會飛(I cannot fly.)但很會游泳(I can swim very fast.)。
• 小雞不會飛(I cannot fly.)也不會游泳(I cannot swim.)。
• 每種鳥都會有一個 method who 會印出自己是誰(I'm a xxx.)。

在建立上面三種鳥的 instance 時，每個 instance 必須要有 who, fly, swim 的 method 並會印出對應的行為。

沒有使用模式的實作

class Bird
  def who
    "I\'m a #{self.class}."
  end

  def fly
    fail 'You should implement "fly" method in Bird-based class.'
  end

  def swim
    fail 'You should implement "swim" method in Bird-based class.'
  end
end

class Duck < Bird
  def fly
    'I can fly.'
  end

  def swim
    'I can swim.'
  end
end

class Penguin < Bird
  def fly
    'I cannot fly.'
  end

  def swim
    'I can swim very fast.'
  end
end

class Chicken < Bird
  def fly
    'I cannot fly.'
  end

  def swim
    'I cannot swim.'
  end
end

duck = Duck.new
p duck.who # "I'm a Duck."
p duck.fly # "I can fly."
p duck.swim # "I can swim."

penguin = Penguin.new
p penguin.who # "I'm a Penguin."
p penguin.fly # "I cannot fly."
p penguin.swim # "I can swim very fast."

chicken = Chicken.new
p chicken.who # "I'm a Chicken."
p chicken.fly # "I cannot fly."
p chicken.swim # "I cannot swim."

上面實作的缺點

• 行為定義在個別的 class 中，會造成重複的行為無法共用，例如： I cannot fly. 就重複出現在 Penguin 與 Chicken 中。
• 新增一個新的 bird class 時，很難知道有哪些 fly 與 swim 的行為可以用，必須看過所有的 class。
• fly 與 swim 的行為在執行階段無法動態更改，例如：chicken fly 的行為在程式執行時無法動態的從 I cannot fly. 變成 I can fly.。

使用模式的實作

module FlyBehavior
  class Base
    def fly
      fail 'You should implement "fly" method in FlyBehavior-based class.'
    end
  end

  class CannotFly < FlyBehavior::Base
    def fly
      'I cannot fly.'
    end
  end

  class CanFly < FlyBehavior::Base
    def fly
      'I can fly.'
    end
  end
end

module SwimBehavior
  class Base
    def swim
      fail 'You should implement "swim" method in SwimBehavior-based class.'
    end
  end

  class CannotSwim < SwimBehavior::Base
    def swim
      'I cannot swim.'
    end
  end

  class CanSwim < SwimBehavior::Base
    def swim
      'I can swim.'
    end
  end

  class SwimFast < SwimBehavior::Base
    def swim
      'I can swim very fast.'
    end
  end
end

class Bird
  def initialize(fly_behavior, swim_behavior)
    @fly_behavior = fly_behavior
    @swim_behavior = swim_behavior
  end

  def who
    "I'm a #{self.class}."
  end

  def fly
    @fly_behavior.fly
  end

  def swim
    @swim_behavior.swim
  end
end

class Duck < Bird
  def initialize
    super(FlyBehavior::CanFly.new, SwimBehavior::CanSwim.new)
  end
end

class Penguin < Bird
  def initialize
    super(FlyBehavior::CannotFly.new, SwimBehavior::SwimFast.new)
  end
end

class Chicken < Bird
  def initialize
    super(FlyBehavior::CannotFly.new, SwimBehavior::CannotSwim.new)
  end
end

duck = Duck.new
p duck.who # "I'm a Duck."
p duck.fly # "I can fly."
p duck.swim # "I can swim."

penguin = Penguin.new
p penguin.who # "I'm a Penguin."
p penguin.fly # "I cannot fly."
p penguin.swim # "I can swim very fast."

chicken = Chicken.new
p chicken.who # "I'm a Chicken."
p chicken.fly # "I cannot fly."
p chicken.swim # "I cannot swim."

上面實作的優點

• 相同的行為都定義在同一個class中，需要時就加進來，沒有重複程式碼的問題。
• 容易擴充新的行為，擁有共通界面(FlyBehavior::Base, SwimBehavior::Base)也比較容易了解新行為要實作哪些 method 。
• fly 與 swim 的行為可以動態更改，只要改掉對應的 @fly_behavior 與 @swim_behavior 即可。

上面實作的缺點

• 會多出許多行為的小 class ，增加程式的複雜度。
• 這些行為必須要有共同的界面(FlyBehavior::Base, SwimBehavior::Base)才可以使用這個模式。

樣式名稱

Strategy - 策略模式

目的

將 class 的行為(例如：fly, swim)封裝成一系列的 class(FlyBehavoir, SwimBehavior) ，讓其它的 class(Duck, Penguin, Chicken) 藉由這些 class(FlyBehavoir, SwimBehavior) 而擁有這些行為，使行為可以動態的切換或變動而不會影響原本包含這些行為的 class(Duck, Penguin, Chicken)。

使用時機

當多個 class 都擁有類似的行為，而這些行為可能需要動態的變更，則這些行為(變動的部分)就應該要抽離出來。