Java特性之设计模式【过滤器模式】

一、过滤器模式

���述

​ 过滤器模式（Filter Pattern）或标准模式（Criteria Pattern）是一种设计模式，这种模式允许开发人员使用不同的标准来过滤一组对象，通过逻辑运算以解耦的方式把它们连接起来。这种类型的设计模式属于结构型模式，它结合多个标准来获得单一标准

主要解决：在众多数据中，根据特定的标准，在一组数据中筛选出不同标准的数据

优缺点

优点：

• 将对象的过滤、校验逻辑抽离出来，降低系统的复杂度
• 过滤规则可实现重复利用

  缺点：

  • 性能较低，每个过滤器对每一个元素都会进行遍历。如果有n个元素，m个过滤器，则时间复杂度为O(mn)

    1. 各个角色介绍

    1.1 过滤器接口（Filter）

    • 定义了过滤器的基本方法，具体的实现还要具体过滤器角色去参与，在实际应用中可以扩展该接口以适应不同的过滤条件

      1.2 具体命过滤器（ConcreteFilter）

      • 实现了过滤器接口，负责执行具体的过滤操作。对数据进行过滤

        1.3 过滤链（FilterChain）

        • 将多个过滤器按照一定的顺序组合起来，形成一个过滤器链，依次对数据进行过滤

        • 2. UML图

          ​ 首先创建一个 Shape 对象，作为过滤的接口 IFilter，然后实现该接口，创建对应的 CornerFilter、CurveFilter、EdgeFilter具体过滤器。然后创建带有过滤器的过滤链 FilterChain，基于各种标准和它们的结合来过滤 Shape 对象的列表

          ​

          3. 具体例子和代码

          角色分配

          • Shape：形状
          • IFilter：过滤器接口
            • CornerFilter：角过滤器（实现过滤器接口）
            • EdgeFilter：边过滤器（实现过滤器接口）
            • CurveFilter：曲线过滤器（实现过滤器接口）
            • FilterChain：过滤链

              3.1 形状

              • Instruction

                package com.vinjcent.prototype.filter;import io.swagger.annotations.ApiModelProperty;/** * @author vinjcent * @description 形状 */public class Shape {    @ApiModelProperty("形状名称")    private String name;    @ApiModelProperty("是否有角")    private Boolean isCorner;    @ApiModelProperty("边数")    private Integer edges;    @ApiModelProperty("线构成类型")    private String type;    public Shape(String name, Boolean isCorner, Integer edges, String type) {        this.name = name;        this.isCorner = isCorner;        this.edges = edges;        this.type = type;    }    public String getName() {        return name;    }    public void setName(String name) {        this.name = name;    }    public Boolean getCorner() {        return isCorner;    }    public void setCorner(Boolean corner) {        isCorner = corner;    }    public Integer getEdges() {        return edges;    }    public void setEdges(Integer edges) {        this.edges = edges;    }    public String getType() {        return type;    }    public void setType(String type) {        this.type = type;    }}

                3.2 过滤接口及其实现类

                • IFilter

                  package com.vinjcent.prototype.filter;import java.util.List;/** * @author vinjcent * @description 过滤接口 */public interface IFilter {    /**     * 适配标准形状     *     * @param shapes 形状列表     * @return 适配的形状列表     */    List adaptFilter(List shapes);}

                  • CornerFilter

                    package com.vinjcent.prototype.filter;import java.util.ArrayList;import java.util.List;/** * @author vinjcent * / * @description 角过滤器 */public class CornerFilter implements IFilter {    @Override    public List adaptFilter(List shapes) {        // 符合具有角的形状        List cornerFilter = new ArrayList();        for (Shape shape : shapes) {            if (shape.getIsCorner()) {                cornerFilter.add(shape);            }        }        return cornerFilter;    }}

                    • EdgeFilter

                      package com.vinjcent.prototype.filter;import java.util.ArrayList;import java.util.List;/** * @author vinjcent * / * @description 边过滤器 */public class EdgeFilter implements IFilter {    @Override    public List adaptFilter(List shapes) {        // 边数大于0的形状        List edgeFilter = new ArrayList();        for (Shape shape : shapes) {            if (shape.getEdges() > 0) {                edgeFilter.add(shape);            }        }        return edgeFilter;    }}

                      • CurveFilter

                        package com.vinjcent.prototype.filter;import java.util.ArrayList;import java.util.List;/** * @author vinjcent * / * @description 曲线过滤器 */public class CurveFilter implements IFilter {    @Override    public List adaptFilter(List shapes) {        // 曲线        List curveFilter = new ArrayList();        for (Shape shape : shapes) {            if (shape.getType().toLowerCase().contains("curve")) {                curveFilter.add(shape);            }        }        return curveFilter;    }}

                        3.3 过滤链

                        • FilterChain

                          package com.vinjcent.prototype.filter;import com.vinjcent.api.utils.CollectionUtils;import io.swagger.annotations.ApiModelProperty;import lombok.Data;import java.util.ArrayList;import java.util.List;/** * @author vinjcent * @description 过滤链 */@Datapublic class FilterChain {    @ApiModelProperty("过滤器集合")    private List filters;    public FilterChain(List filters) {        this.filters = filters;    }    public List doFilter(List shapes) {        if (CollectionUtils.isEmpty(filters) || CollectionUtils.isEmpty(shapes)) {            return new ArrayList();        }        List afterFilterShapes = new ArrayList(shapes);        // 执行过滤        for (IFilter filter : filters) {            afterFilterShapes = filter.adaptFilter(afterFilterShapes);        }        return afterFilterShapes;    }}

                          3.4 测试主函数

                          package com.vinjcent.prototype.filter;import java.util.ArrayList;import java.util.Arrays;import java.util.List;/** * @author vinjcent * 过滤模式 */public class Main {    public static void main(String[] args) {        List shapes = new ArrayList();        shapes.add(new Shape("Circle", false, 0, "Curve"));        shapes.add(new Shape("Triangle", true, 3, "Straight"));        shapes.add(new Shape("Rectangle", true, 4, "Straight"));        shapes.add(new Shape("Square", true, 4, "Straight"));        shapes.add(new Shape("Oval", false, 0, "Curve"));        shapes.add(new Shape("Sector", true, 2, "Curve and Straight"));        CornerFilter cornerFilter = new CornerFilter();        EdgeFilter edgeFilter = new EdgeFilter();        CurveFilter curveFilter = new CurveFilter();        // 具有角、边的形状        FilterChain cornerAndEdgeFilterChain = new FilterChain(Arrays.asList(cornerFilter, edgeFilter));        List cornerAndEdgeShapes = cornerAndEdgeFilterChain.doFilter(shapes);        System.out.println("具有角、边的形状:");        printResult(cornerAndEdgeShapes);        // 具有角、曲线的形状        FilterChain cornerAndCurveFilterChain = new FilterChain(Arrays.asList(cornerFilter, curveFilter));        List cornerAndCurveShapes = cornerAndCurveFilterChain.doFilter(shapes);        System.out.println("\n具有角、曲线的形状:");        printResult(cornerAndCurveShapes);        // 具有边、曲线的形状        FilterChain edgeAndCurveFilterChain = new FilterChain(Arrays.asList(edgeFilter, curveFilter));        List edgeAndCurveShapes = edgeAndCurveFilterChain.doFilter(shapes);        System.out.println("\n具有边、曲线的形状:");        printResult(edgeAndCurveShapes);    }    public static void printResult(List shapes) {        for (Shape shape : shapes) {            System.out.println("Shape{" +                    "name='" + shape.getName() + '\'' +                    ", isCorner=" + shape.getIsCorner() +                    ", edges=" + shape.getEdges() +                    ", type='" + shape.getType() + '\'' +                    '}');        }    }}

                          • 测试结果

                            4. 使用场景

                            • 在某些场合，比如要对数据进行过滤，不仅仅局限于一个标准的情况下，进行分组，例如：数据查询、日志过滤、请求过滤