設計模式之禪混編2

工廠方法模式+策略模式

• 迷你版的交易系統
  • “一卡通”專案聯機交易子系統
  • 集團公司的架構
    • 總部
    • 省級分部
    • 市級機構
  • 業務要求
    • 推廣到全國，在山西能做的事在全國的其他地方也能做
    • 對於聯機子專案，異地分支機構與總部之間的通訊
  • 聯機交易系統有一個非常重要的子模組--扣款子模組
    • 從業務上說：扣款失敗就代表著所有的商業交易關閉，這是不允許發生的
    • 從技術上說：扣款子模組的異常處理、事物處理、魯棒性都是不容忽視的
• 詳細分析一下扣款子系統
  • 每個員工都有一張IC卡，它的IC卡上有以下兩種金額
    1. 固定金額
       • 員工不可以提現的金額，只能用來特定的消費
    2. 自由金額
       • 可以提現的
• 實際開發中
  • 架構設計採用的是一張IC卡繫結兩個賬戶：固定賬戶和自由賬戶；既然有消費，系統肯定有扣款處理，系統內有兩套扣款原則
    • 扣款策略一

      1. 兩個金額受影響：
          1. IC卡固定餘額=IC卡現有固定餘額-交易金額/2
          2. IC卡自由余額=IC卡現有自由金額-交易金額/2
       
      

    • 扣款策略二

      1. 全部從自由金額上扣除
      

專案的重點

• 兩種扣款的策略怎們設計？要知道這種聯機交易，日後允許大規模變更的可能性基本是零，所以系統設計的時候要做到可拆卸，避免日後維護的大量開支
• 很明顯，這是一個策略模式的實際應用，但是策略模式是有缺陷的，它的具體策略必須暴露出去，而且還要有上層模組初始化，這不合適，與迪米特法則有衝突，高層次模組對低層次的呼叫應該僅僅處在“接觸”的層次上，而不應該是耦合的關係，否則的話，維護的工作量會非常的大。
  • 修改缺陷--解耦：工廠模式產生物件------新的問題（要指定一個類才能產生物件）
    • 修改缺陷--引入一個配置檔案進行對映，避免系統僵化情況的發生，以列舉類完成該任務
  • 另一個問題：一個交易的扣款模式是固定的，根據其交易的編號而定，那我們怎樣把交易編號與扣款策略對應起來？
    1. 狀態模式：認為交易編號就是一個交易物件的狀態，狀態只有一個，執行完後立即結束，不存在多狀態的問題
    2. 責任鏈模式：交易編碼作為鏈中的判斷依據，由每個執行節點進行判斷，返回相應的扣款模式【簡化對應關係：使用if的判斷語句來進行簡化】
  • 這麼複雜的系統應該封裝一下，不能讓上層的業務模組直接深入到模組的內部，於是需要門面模式的封裝一下

類圖

• IC卡類
  • 
• 交易類
  • 
• 扣款策略類圖
  • 
• 策略工廠類圖
  • 
• 扣款子模組完整類圖
  • 

具體程式碼

• IC卡類

  package com.peng.hb2;
  
  /**
   * @author kungfu~peng
   * @data 2018年1月18日
   * @description
   */
  public class Card {
      // IC卡號
      private String cardNo = "";
      // 卡內的固定交易金額
      private int steadyMoney = 0;
      // 卡內的自由金額
      private int freeMoney = 0;
  
      // getter/setter方法
      public String getCardNo() {
          return cardNo;
      }
  
      public void setCardNo(String cardNo) {
          this.cardNo = cardNo;
      }
  
      public int getSteadyMoney() {
          return steadyMoney;
      }
  
      public void setSteadyMoney(int steadyMoney) {
          this.steadyMoney = steadyMoney;
      }
  
      public int getFreeMoney() {
          return freeMoney;
      }
  
      public void setFreeMoney(int freeMoney) {
          this.freeMoney = freeMoney;
      }
  
  }
   
  

• 交易類

  package com.peng.hb2;
  
  /**
   * @author kungfu~peng
   * @data 2018年1月18日
   * @description
   */
  public class Trade {
      // 交易編號
      private String tradeNo = "";
      // 交易金額
      private int amount = 0;
  
      // getter/setter方法
      public String getTradeNo() {
          return tradeNo;
      }
  
      public void setTradeNo(String tradeNo) {
          this.tradeNo = tradeNo;
      }
  
      public int getAmount() {
          return amount;
      }
  
      public void setAmount(int amount) {
          this.amount = amount;
      }
  
  }
  

• 扣款策略介面

  package com.peng.hb2;
  
  /**
   * @author kungfu~peng
   * @data 2018年1月18日
   * @description
   */
  public interface IDeduction {
      // 扣款，提供交易和卡資訊，進行扣款，並返回扣款是否成功
      public boolean exec(Card card, Trade trade);
  }
  

• 扣款策略一

  package com.peng.hb2;
  
  /**
   * @author kungfu~peng
   * @data 2018年1月18日
   * @description
   */
  public class SteadyDeduction implements IDeduction {
  
      // 固定性交易扣款
      @Override
      public boolean exec(Card card, Trade trade) {
          // 固定金額和自由金額各扣除50%
          int halfMoney = (int) Math.rint(trade.getAmount() / 2.0);
          card.setFreeMoney(card.getFreeMoney() - halfMoney);
          card.setSteadyMoney(card.getSteadyMoney() - halfMoney);
          return true;
      }
  
  }
  

• 扣款策略二

  package com.peng.hb2;
  
  /**
   * @author kungfu~peng
   * @data 2018年1月18日
   * @description
   */
  public class FreeDeduction implements IDeduction {
      // 自由扣款
      @Override
      public boolean exec(Card card, Trade trade) {
          // 直接從自由余額中扣除
          card.setFreeMoney(card.getFreeMoney() - trade.getAmount());
          return true;
      }
  
  }
  

• 扣款策略的封裝

  package com.peng.hb2;
  
  /**
   * @author kungfu~peng
   * @data 2018年1月18日
   * @description
   */
  public class DeductionContext {
      // 扣款策略
      private IDeduction deduction = null;
  
      // 建構函式傳遞策略
  
      public DeductionContext(IDeduction deduction) {
          super();
          this.deduction = deduction;
      }
  
      // 進行扣款
      public boolean exec(Card card, Trade trade) {
          return this.deduction.exec(card, trade);
      }
  }
  

• 策略列舉

  package com.peng.hb2;
  
  /**
   * @author kungfu~peng
   * @data 2018年1月18日
   * @description 策略列舉
   */
  public enum StrategyMan {
      SteadyDeduction("com.peng.hb2.SteadyDeduction"), FreeDeduction(
              "com.peng.hb2.FreeDeduction");
  
      String value = "";
  
      private StrategyMan(String _value) {
          this.value = _value;
      }
  
      public String getValue() {
          return value;
      }
  
  }
  

• 策略工廠

  package com.peng.hb2;
  
  /**
   * @author kungfu~peng
   * @data 2018年1月18日
   * @description
   */
  public class StrategyFactory {
      // 策略工廠
      public static IDeduction getDeduction(StrategyMan strategy) {
          IDeduction deduction = null;
          try {
              deduction = (IDeduction) Class.forName(strategy.getValue())
                      .newInstance();
          } catch (Exception e) {
              System.err.println(e.getMessage());
          }
          return deduction;
      }
  }
  

• 扣款模組的封裝

  package com.peng.hb2;
  
  /**
   * @author kungfu~peng
   * @data 2018年1月18日
   * @description 扣款模組封裝
   */
  public class DeductionFacade {
      // 對外公佈的扣款資訊
      public static Card deduct(Card card, Trade trade) {
          // 獲得消費策略
          StrategyMan reg = gerDeductionType(trade);
          // 初始化一個消費策略物件
          IDeduction deduction = StrategyFactory.getDeduction(reg);
          // 產生一個策略的上下文
          DeductionContext context = new DeductionContext(deduction);
          // 進行扣款處理
          context.exec(card, trade);
          // 返回扣款處理完畢的資料
          return card;
      }
  
      // 獲得對應商戶的消費策略
      private static StrategyMan gerDeductionType(Trade trade) {
          // 模擬操作
          if (trade.getTradeNo().contains("peng")) {
              return StrategyMan.FreeDeduction;
          }else{
              return StrategyMan.SteadyDeduction;
          }
      }
  }
  

• 場景類

  package com.peng.hb2;
  
  import java.io.BufferedReader;
  import java.io.IOException;
  import java.io.InputStreamReader;
  
  /**
   * @author kungfu~peng
   * @data 2018年1月18日
   * @description
   */
  public class Client {
      // 模擬交易
      public static void main(String[] args) {
          // 初始化一張IC卡
          Card card = initIC();
          // 顯示一下卡的資訊
          System.out.println("=======初始化資訊========");
          showCard(card);
          // 是否停止執行的標誌
          boolean flag = true;
          while (flag) {
              Trade trade = createTrade();
              DeductionFacade.deduct(card, trade);
              // 交易成功，打印出成功處理資訊
              System.out.println("\n========交易憑證===========");
              System.out.println(trade.getTradeNo() + "交易成功！");
              System.out.println("本次發生的交易金額為：" + trade.getAmount() * 100 / 100.0
                      + "元");
              // 展示一下卡內的資訊
              showCard(card);
              System.out.println("是否需要退出？（Y/N）");
              if (getInput().equalsIgnoreCase("y")) {
                  flag = false;
              }
          }
  
      }
  
      /**
       * 獲取輸入
       * 
       * @throws IOException
       */
      private static String getInput() {
          String str = "";
          try {
              str = (new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in)))
                      .readLine();
          } catch (IOException e) {
              e.printStackTrace();
          }
          return str;
      }
  
      /**
       * 產生一個交易
       */
      private static Trade createTrade() {
          Trade trade = new Trade();
          System.out.println("請輸入交易編碼：");
          trade.setTradeNo(getInput());
          System.err.println("請輸入交易金額：");
          trade.setAmount(Integer.parseInt(getInput()));
          // 返回交易
          return trade;
      }
  
      /**
       * 功能：列印Card的資訊
       */
      private static void showCard(Card card) {
          System.out.println("IC卡編號：" + card.getCardNo());
          System.out.println("固定型別餘額：" + card.getSteadyMoney() * 100 / 100.0
                  + "元");
          System.out.println("自由型別餘額：" + card.getFreeMoney() * 100 / 100.0 + "元");
      }
  
      /**
       * 功能：初始化一個Card
       */
      private static Card initIC() {
          Card card = new Card();
          card.setCardNo("1104561811");
          card.setFreeMoney(100000);
          card.setSteadyMoney(800000);
          return card;
      }
  }
  

• 執行結果

  =======初始化資訊========
  IC卡編號：1104561811
  固定型別餘額：800000.0元
  自由型別餘額：100000.0元
  請輸入交易編碼：
  666
  請輸入交易金額：
  123
  
  ========交易憑證===========
  666交易成功！
  本次發生的交易金額為：123.0元
  IC卡編號：1104561811
  固定型別餘額：800000.0元
  自由型別餘額：99877.0元
  是否需要退出？（Y/N）
  n
  請輸入交易編碼：
  888
  請輸入交易金額：
  345
  
  ========交易憑證===========
  888交易成功！
  本次發生的交易金額為：345.0元
  IC卡編號：1104561811
  固定型別餘額：800000.0元
  自由型別餘額：99532.0元
  是否需要退出？（Y/N）
  y
  

混編模式小結

• 回顧一下扣款子模組
  • 策略模式
    • 負責對扣款策略進行封裝，保證兩個策略可以自由切換，而且日後增加扣款策略也非常簡單容易
  • 工廠方法模式
    • 修正策略模式必須對外暴露具體策略的問題，由工廠方法模式直接產生一個具體的策略物件，而其他模組則不需要依賴具體的策略
  • 門面模式
    • 負責對複雜的扣款系統進行封裝，封裝的結果就是避免高層模組深入子系統內部，同事提供系統的高內聚、低耦合的特性
• 扣款策略變更
  • 增加一個新的扣款策略，三步就可以完成：
    1. 實現IDeduction介面
    2. 增加StrategyMan配置項
    3. 擴充套件扣款策略的利用--也就是門面模式的getDeductionType方法，在實際專案中，這裡只需增加資料庫的配置項
  • 減少一個策略
    • 只需修改扣款的利用
  • 變更一個策略
    • 擴充套件一個實現類口就可以
• 變更扣款策略的利用規則
  • 如果系統不想大改，還記得狀態模式嗎？這個就是為策略的利用服務的，變更它就能滿足要求，想把IC卡也納入策略利用的規則也不復雜。其實這個變更還真發生了，系統投產後，業務提出考慮退休人員的情況，退休人員的IC卡與普通在職員工一樣，但是它的扣款不僅僅是根據交易編碼，還要根據IC卡物件，系統的變更做法是增加一個扣款策略，同時擴充套件扣款利用策略，也就是資料庫的配置項，在getDeductionType中擴充套件一個功能：根據IC卡號，確認是否是退休人員，是退休人員，則使用新的扣款策略，這是一個非常簡單的擴充套件
• 交融交易系統沒什麼複雜的，剩下的問題就是開始考慮系統的魯棒性--這，才是難點