设计模式之过滤器模式

基本概念
适用场景
优缺点
示例

基本概念

过滤器模式（Filter Pattern）是一种结构型设计模式，它允许在集合或者列表上应用一系列的过滤条件，从而按照这些条件筛选出符合特定标准的元素。过滤器模式提供了一种灵活的方式来组合多个过滤条件，使得客户端能够轻松地构建不同的过滤链。

过滤器模式的主要角色包括：

过滤器接口（Filter）：定义了过滤器的接口，通常包含一个用于过滤的方法。
具体过滤器（ConcreteFilter）：实现了过滤器接口，包含实际的过滤逻辑。每个具体过滤器通常负责一个特定的过滤条件。
过滤链（Filter Chain）：由多个过滤器组成的链结构。过滤链按照一定的顺序依次执行过滤器。
目标对象（Target）：代表要进行过滤的目标，可以是集合、列表等。

适用场景

过滤器模式的主要目的是将过滤逻辑与操作对象分离，使得它们可以独立地变化。过滤器模式通常用于处理一组数据，例如在数据查询、数据转换或数据排序等场景中。

以下是一些过滤器模式的使用场景：

复杂条件过来：当需要在一个集合中应用一系列复杂的条件来筛选出符合要求的元素时，过滤器模式是一个有用的设计模式。例如，在电子商务网站中，商品的筛选条件可能包括价格、品牌、颜色等，这时可以使用过滤器模式来组合不同条件。
多条件组合：当需要按照多个条件的组合进行筛选时，过滤器模式可以提供一种灵活的方式来组合这些条件。这使得客户端可以根据具体需求构建不同的过滤条件链。
可复用的过滤逻辑：当有一些通用的过滤逻辑，可以被多个不同的集合使用时，过滤器模式可以提供一种将这些过滤逻辑封装起来并复用的机制。
动态过滤：当过滤条件在运行时需要动态地变化时，过滤器模式提供了一种灵活的方式来动态组合过滤条件，而无需修改客户端代码。
图形界面组件：在图形用户界面中，过滤器模式可以用于实现诸如搜索框中的实时搜索功能。用户输入的每个字符都可以被看作是一个过滤条件，而过滤器模式可以帮助实现这种动态的过滤。

优缺点

过滤器模式（Filter Pattern）是一种结构型设计模式，它可以帮助组合不同的过滤条件，以便在集合中选择满足特定条件的元素。然而，就像任何设计模式一样，过滤器模式也有其优点和缺点。

优点：

灵活性和可扩展性：过滤器模式提供了一种灵活的机制，允许组合多个过滤条件以满足不同的需求。这样可以轻松地添加、删除或修改过滤条件，使得系统更具可扩展性。
简化客户端代码：客户端无需了解过滤条件的实现细节，只需要将过滤器链应用于目标集合。这简化了客户端代码，使其更易读、易维护。
可重用性：过滤器模式将过滤逻辑封装在独立的过滤器类中，这样这些过滤器可以在不同的场景中被重复使用，提高了代码的可重用性。
低耦合：过滤器模式降低了客户端和过滤条件之间的耦合性。客户端只需要与抽象的过滤器接口打交道，而不需要直接依赖具体的过滤条件。

缺点：

过多的类：随着过滤条件的增加，可能会导致大量的具体过滤器类的产生。如果过滤条件较多，可能会增加系统的复杂性，使得类的数量增加。
性能问题：如果过滤条件的逻辑较为复杂，可能会引入一些性能开销。每个过滤器都需要执行一定的逻辑来判断是否符合条件，而在过滤链中的多个过滤器可能会增加系统的负担。
维护困难：过滤器链的维护可能变得复杂。在链中添加、删除或修改一个过滤器可能影响到其他过滤器，需要谨慎管理。
不适用于复杂查询：过滤器模式主要用于简单的条件过滤，对于复杂的查询场景可能不太适用。在需要进行多表联合查询、聚合操作等复杂的数据库查询时，过滤器模式可能显得不够灵活。

示例

下面通过一个简单的例子来说明过滤器模式的概念。假设有一个包含不同类型的动物的列表，我们想要根据它们的属性（例如，颜色、大小）来进行过滤。

package main

import "fmt"

// Target
type Animal struct {
    Name  string
    Color string
    Size  string
}

func (a *Animal) ShowData() {
    fmt.Printf("Animal: %s, Color: %s, Size: %s\n", a.Name, a.Color, a.Size)
}

// Filter interface
type Filter interface {
    Filter(animals []Animal) []Animal
}

// ConcreteFilter1
type ColorFilter struct {
    Color string
}

func (f *ColorFilter) Filter(animals []Animal) []Animal {
    result := make([]Animal, 0)
    for _, animal := range animals {
        if animal.Color == f.Color {
            result = append(result, animal)
        }
    }
    return result
}

// ConcreteFilter2
type SizeFilter struct {
    Size string
}

func (f *SizeFilter) Filter(animals []Animal) []Animal {
    result := make([]Animal, 0)
    for _, animal := range animals {
        if animal.Size == f.Size {
            result = append(result, animal)
        }
    }
    return result
}

// FilterChain
type FilterChain struct {
    Filters []Filter
}

func (chain *FilterChain) AddFilter(filter Filter) {
    chain.Filters = append(chain.Filters, filter)
}

func (chain *FilterChain) Apply(animals []Animal) []Animal {
    result := animals
    for _, filter := range chain.Filters {
        result = filter.Filter(result)
    }
    return result
}

func main() {
    animals := []Animal{
        {"Lion", "Yellow", "Large"},
        {"Elephant", "Gray", "Huge"},
        {"Zebra", "Black and White", "Medium"},
    }

    fmt.Println("Original Animals:")
    for _, animal := range animals {
        animal.ShowData()
    }

    colorFilter := &ColorFilter{Color: "Gray"}
    sizeFilter := &SizeFilter{Size: "Large"}

    filterChain := &FilterChain{}
    filterChain.AddFilter(colorFilter)
    filterChain.AddFilter(sizeFilter)

    filteredAnimals := filterChain.Apply(animals)

    fmt.Println("\nFiltered Animals:")
    for _, animal := range filteredAnimals {
        animal.ShowData()
    }
}

在这个例子中，Animal表示动物的数据结构，Filter是过滤器接口，ColorFilter和SizeFilter是具体过滤器。FilterChain是过滤链，负责将多个过滤器组合起来应用于目标对象。客户端通过创建过滤器链并将其应用于动物列表，实现了根据颜色和大小过滤动物的功能。

声明：本作品采用署名-非商业性使用-相同方式共享 4.0 国际 (CC BY-NC-SA 4.0)进行许可，使用时请注明出处。

Author: mengbin

blog: mengbin

Github: mengbin92

cnblogs: 恋水无意

腾讯云开发者社区：孟斯特