Java 简单接口案例

一、案例背景

在学校管理系统中，学生信息管理模块需要满足不同统计需求的灵活切换。本案例通过策略模式实现以下功能：

1. 打印全班学生信息

2. 计算全班平均成绩
   支持两种统计方案：

• 基础方案：直接统计

• 增强方案：显示性别分布，计算平均分时去掉最高/低分

  二、设计思路

  1. UML类图

• classDiagram
      class StudentOp {
          <<interface>>
          +show(students)
          +ping(students)
      }
      
      class BasicStudentOperation
      class EnhancedStudentOperation
      
      StudentOp <|.. BasicStudentOperation
      StudentOp <|.. EnhancedStudentOperation
      
      class StudentCom {
          -students: ArrayList
          -strategy: StudentOp
          +show()
          +ping()
      }

  2. 策略模式优势

• 算法独立变化

• 运行时动态切换

• 避免多重条件判断

• 三、代码实现（优化版）

  1. 学生实体类

  public class Student {
      private String name;
      private char gender;  // 字段名优化
      private double score; // 类型优化
  
      // 构造方法、getter/setter省略
  }
  

  2. 策略接口定义

  public interface StudentStrategy {
      void displayInfo(List<Student> students);
      void calculateAverage(List<Student> students);
  }

  3. 基础实现方案

  public class BasicStrategy implements StudentStrategy {
      @Override
      public void displayInfo(List<Student> students) {
          System.out.println("=== 学生信息列表 ===");
          students.forEach(s -> 
              System.out.printf("姓名：%s\t性别：%c\t成绩：%.1f%n", 
                  s.getName(), s.getGender(), s.getScore()));
      }
  
      @Override
      public void calculateAverage(List<Student> students) {
          double avg = students.stream()
              .mapToDouble(Student::getScore)
              .average()
              .orElse(0);
          System.out.printf("班级平均分：%.2f%n", avg);
      }
  }

  4. 增强实现方案

  public class EnhancedStrategy implements StudentStrategy {
      @Override
      public void displayInfo(List<Student> students) {
          long maleCount = students.stream()
              .filter(s -> s.getGender() == '男').count();
          
          System.out.println("=== 详细信息 ===");
          System.out.println("男生人数：" + maleCount);
          System.out.println("女生人数：" + (students.size() - maleCount));
          BasicStrategy base = new BasicStrategy();
          base.displayInfo(students);
      }
  
      @Override
      public void calculateAverage(List<Student> students) {
          DoubleSummaryStatistics stats = students.stream()
              .mapToDouble(Student::getScore)
              .summaryStatistics();
          
          if(students.size() <= 2) {
              System.out.println("学生人数不足，无法去除极值");
              return;
          }
          
          double avg = (stats.getSum() - stats.getMax() - stats.getMin()) 
                      / (students.size() - 2);
          System.out.printf("调整后平均分（去除极值）：%.2f%n", avg);
      }
  }

  5. 上下文管理类

  public class StudentManager {
      private List<Student> students = new ArrayList<>();
      private StudentStrategy strategy;
  
      // 动态设置策略
      public void setStrategy(StudentStrategy strategy) {
          this.strategy = strategy;
      }
  
      public void executeDisplay() {
          strategy.displayInfo(students);
      }
      
      public void executeCalculate() {
          strategy.calculateAverage(students);
      }
      
      // 初始化测试数据
      public StudentManager() {
          students.add(new Student("张三", '男', 92.5));
          students.add(new Student("李四", '女', 88.0));
          students.add(new Student("王五", '男', 95.5));
      }
  }

  四、使用示例

  public class Main {
      public static void main(String[] args) {
          StudentManager manager = new StudentManager();
          
          // 使用基础策略
          manager.setStrategy(new BasicStrategy());
          manager.executeDisplay();
          manager.executeCalculate();
  
          System.out.println("\n==== 切换策略 ====\n");
          
          // 使用增强策略
          manager.setStrategy(new EnhancedStrategy());
          manager.executeDisplay();
          manager.executeCalculate();
      }
  }

  输出结果：

  === 学生信息列表 ===
  姓名：张三  性别：男   成绩：92.5
  ...
  班级平均分：92.00
  
  ==== 切换策略 ====
  
  === 详细信息 ===
  男生人数：2
  女生人数：1
  ...
  调整后平均分（去除极值）：92.50