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title: w10-设计模式
slug: w10-design-patterns
status: draft
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created_at: 2026-05-07T12:00:00+08:00
updated_at: 2026-05-07T14:00:00.000000000+08:00
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# 高级程序设计 · 第10周

### 设计模式：灵活性与可扩展性

### 策略模式 + 工厂 + Repository 实战

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### 📌 本周导航

- W9回顾：骨架的成就与隐患
- 策略模式：解析器的“插头标准”
- 解析器工厂：自动匹配的魔法
- Repository：武装数据访问
- 整体架构串联：调用链全程
- 代码落地 + 实践任务
- 架构反思 + W11 预告

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## 1️⃣ W9回顾：骨架的成就与隐患

### 我们建了一座漂亮的房子

- ✅ MVC 分层清晰
- ✅ Command 模式：**新增命令，Controller 零改动**
- ✅ 所有输出走 `ConsoleView`
- ✅ 工程包结构标准

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### 但问题也随之而来

```java
// CrawlCommand 里解析逻辑怎么办？
if (url.contains("blog.example.com")) {
    // 博客解析...
} else if (url.contains("news.example.com")) {
    // 新闻解析...
} else {
    view.printError("Unsupported website!");
}
```

> 😫 每支持一个新网站，就要加一个 `else if`

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### 还有另一个“裸奔”的数据

```java
List<Article> articles = new ArrayList<>();
// 所有 Command 都可以：
articles.clear();
articles.add(null);
articles.remove(0);
```

> 🚨 数据没有任何保护，靠口头约定是靠不住的

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### 本周任务

1. **解析逻辑可插拔** → 策略模式 + 工厂
2. **数据访问加守卫** → Repository 模式

> W9 搭骨架，W10 装盔甲

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## 2️⃣ 策略模式：解析器的“插头标准”

### 墙上的插座，为什么什么电器都能插？

- **三孔插座** 是标准接口
- 电视、电脑、手机充电器都实现这个接口
- 插座不关心你是什么电器

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### 爬虫的世界也一样

- `CrawlStrategy` = 插座接口
- `BlogStrategy`、`NewsStrategy` = 具体电器
- `CrawlCommand` = 使用电器的人
- `StrategyFactory` = 插座面板

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### 接口即合同

```java
public interface CrawlStrategy {
    List<Article> parse(String url, Document doc);
    boolean supports(String url);
}
```

- `supports()`：我能不能处理这个 URL？
- `parse()`：怎么解析？
- **任何网站想被爬，签这份合同！**

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### 策略 vs 硬编码

| 维度 | if-else 屎山 | 策略模式 |
|------|-------------|----------|
| 新增网站 | 改 Command | 新建策略类 |
| 修改解析 | 翻找 else if | 只改对应类 |
| 测试 | 启动整个爬虫 | 单独测策略 |
| 开闭原则 | ❌ 修改开放 | ✅ 扩展开放，修改关闭 |

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### 具体策略示例

```java
public class BlogStrategy implements CrawlStrategy {
    public boolean supports(String url) {
        return url.contains("blog.example.com");
    }
    public List<Article> parse(String url, Document doc) {
        List<Article> articles = new ArrayList<>();
        for (Element e : doc.select(".post-title")) {
            articles.add(new Article(e.text(), url, ""));
        }
        return articles;
    }
}
```

> ✨ 一个新网站，一个独立类，各扫门前雪

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## 3️⃣ 解析器工厂：自动匹配的魔法

### 谁来选择策略？

- 如果 `CrawlCommand` 遍历所有策略 → 策略模式白用了
- 我们需要一个黑盒子：**丢入 URL，返回合适的解析器**

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### 工厂登场

```java
public class StrategyFactory {
    private final List<CrawlStrategy> strategies = new ArrayList<>();

    public StrategyFactory() {
        strategies.add(new BlogStrategy());
        strategies.add(new NewsStrategy());
    }

    public CrawlStrategy getStrategy(String url) {
        for (CrawlStrategy s : strategies) {
            if (s.supports(url)) return s;
        }
        return null;
    }
}
```

> 🔧 新增网站只需：新建策略类 + 工厂里注册一行

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### 开闭原则的胜利

- ✅ `CrawlCommand` 完全不改
- ✅ 新增 `XxxStrategy` 和一行注册
- ✅ 所有策略的调用方式完全一致

> 这就是 **“对扩展开放，对修改关闭”**

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### 重构后的 CrawlCommand

```java
public void execute(String[] args, ArticleRepository repository) {
    String url = args[1];
    CrawlStrategy strategy = strategyFactory.getStrategy(url);
    if (strategy == null) {
        view.printError("No strategy for: " + url);
        return;
    }
    Document doc = Jsoup.connect(url).get();
    List<Article> parsed = strategy.parse(url, doc);
    for (Article a : parsed) {
        repository.add(a);
    }
    view.printSuccess("Crawled " + parsed.size() + " articles.");
}
```

> 🧠 CrawlCommand 现在只做 **“调度”**，不做解析

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## 4️⃣ Repository：武装数据访问

### 共享 List 的问题

```java
articles.clear();   // 清空
articles.add(null); // 塞 null
articles.remove(0); // 随意删除
```

> 靠约定维护的秩序，终将被打破

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### 给数据装上防盗门

```java
public class ArticleRepository {
    private final List<Article> articles = new ArrayList<>();

    public void add(Article article) {
        if (article == null) throw new IllegalArgumentException(...);
        articles.add(article);
    }

    public List<Article> getAll() {
        return Collections.unmodifiableList(articles);
    }

    public int size() { return articles.size(); }
    
    public void clear() { articles.clear(); }
}
```

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### 三道防线

| 机制 | 作用 |
|------|------|
| **add 拒绝 null** | 规则写在代码里，不靠口头约定 |
| **getAll 返回不可变视图** | 任何修改立即抛异常 |
| **必须通过 repository 访问** | 封装内部结构，只暴露安全方法 |

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### 所有 Command 签名改变

```java
// W9
public void execute(String[] args, List<Article> articles);

// W10
public void execute(String[] args, ArticleRepository repository);
```

> 语义变化：从“给你数据随便玩” → “给你安全的存取通道”

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## 5️⃣ 整体架构串联

### 一个 `crawl` 命令的完整旅程

```
用户输入 "crawl https://blog.example.com"
    ↓
ConsoleView 解析
    ↓
Controller 路由 → CrawlCommand
    ↓
StrategyFactory.getStrategy(url) → BlogStrategy
    ↓
Jsoup 抓取 → Document
    ↓
BlogStrategy.parse(url, doc) → List<Article>
    ↓
Repository.add() 存储
    ↓
ConsoleView 输出成功信息
```

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### 架构全景图

![mvc-strategy-repo](/api/v1/attachments/8 "width=70% center")

```mermaid
flowchart TD
    User(["👤 用户输入<br/>crawl https://blog.example.com"]) --> View

    subgraph View["🎨 View 层 (ConsoleView)"]
        ReadLine["readLine()"]
        Display["display() / printSuccess()"]
    end

    ReadLine --> Controller

    subgraph Controller["🧭 Controller 层"]
        Router["CrawlerController<br/>Map 路由"]
    end

    Router --> Command

    subgraph Command["⚡ Command 层"]
        CrawlCmd["CrawlCommand<br/>(调度者)"]
    end

    CrawlCmd --> Factory

    subgraph Strategy["🧩 Strategy 层"]
        Factory["StrategyFactory<br/>(自动匹配)"]
        StrategyI["<<interface>> CrawlStrategy"]
        BlogS["BlogStrategy"]
        NewsS["NewsStrategy"]
        Factory --> StrategyI --> BlogS
        StrategyI --> NewsS
    end

    BlogS --> Repository

    subgraph Repository["🔐 Repository 层"]
        Repo["ArticleRepository<br/>(add / getAll)"]
        RepoList["List<Article> (私有)"]
        Repo --> RepoList
    end

    RepoList --> Model

    subgraph Model["📦 Model 层"]
        Article["Article"]
    end

    CrawlCmd --> Display
    Repository --> Display
```

> 🗺️ 每一层都有清晰的职责，每一处扩展都只需要新增而不是修改

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## 6️⃣ 代码落地（分步升级）

### 从 W9 升级到 W10 的改动清单

1. 新建 `strategy/` 包 → `CrawlStrategy` 接口
2. 实现 `BlogStrategy`、`NewsStrategy`
3. 实现 `StrategyFactory`
4. 新建 `repository/` 包 → `ArticleRepository`
5. 修改 `Command` 接口签名
6. 重写 `CrawlCommand`
7. 调整其他所有 `Command`
8. 调整 `Controller` 和 `App.java`

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### 关键代码演示

- `Collections.unmodifiableList()` 的用法
- `StrategyFactory.getStrategy()` 的遍历逻辑
- `CrawlCommand` 从“写死解析”到“调度组装”

```java
// 一个改动示例
for (Article a : parsed) {
    repository.add(a);   // 旧: articles.add(a);
}
```

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### 找茬点

- `StrategyFactory` 没匹配到策略时返回 `null`
- `CrawlCommand` 检查 `null` 并报错
- 有没有更优雅的方式避免 `null` 判断？

> 🔍 课后用 AI 探索 “空对象模式” 的前奏

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## 7️⃣ 架构反思 + 下周预告

### 当前架构的脆弱点

- ❌ 异常处理单一笼统
- ❌ 没有重试机制
- ❌ 网络超时无控制
- ❌ 日志仅输出到终端

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### W11 目标：健壮性工程

- ✅ **自定义异常体系**：把“出错了”变成具体的业务异常
- ✅ **工程化日志**：记录谁、什么时间、做了什么
- ✅ **防御式编程 + 重试机制**：网络抖动不再致命

> W9 搭骨架 → W10 装盔甲 → W11 让它经得起毒打

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## 8️⃣ 实践任务（现场）

### 必做

1. 基于 W9 项目升级到 W10
2. 至少实现 2 个 CrawlStrategy（可模拟）
3. 实现 `StrategyFactory` 和 `ArticleRepository`
4. 测试完整 `crawl` → `list` 流程

### 验收标准

- [ ] 新增策略只加类+注册，零改动旧代码
- [ ] `getAll()` 返回不可修改视图
- [ ] `CrawlCommand` 不含网站特定解析
- [ ] 所有 Command 用 Repository
- [ ] 无地方直接操作 `List<Article>`

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## 9️⃣ 课后作业

### 必做

1. 完善 `ArticleRepository`：增加 `addAll`，防御 null
2. **★ AnalyzeCommand**：复用策略解析但不存储，输出统计信息
3. **AI 架构审计**：发送类签名给 AI，检查策略解耦与封装

### 选做

- 正则策略匹配、默认策略、策略优先级
- 思考题：两个策略都 `supports` 同一 URL 时怎么办？

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## 🤖 AI 协同升级

### 架构审计师（必做）

- 画出类依赖图
- 发给 AI：“检查开闭原则达成度，Repository 封装完备性，是否存在循环依赖”

### 进阶探究

- 不用工厂，直接用 `Map<String, CrawlStrategy>` 存起来 vs `StrategyFactory` 的区别？

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## 📚 总结

- ✅ 策略模式：算法可插拔，新增网站零痛苦
- ✅ 工厂：自动匹配，URL → 策略的魔法
- ✅ Repository：数据守卫，规则从口头约定变成代码强制
- ✅ 架构：从“分开”到“优雅合上”，对扩展开放，对修改关闭

### W11 预告

自定义异常体系 + 日志 + 重试机制

> 🚀 让我们造的爬虫，经得住现实的考验

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## 谢谢！

**保持工程洁癖，下周见！**

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# 居中标题

## 居中副标题

### 居中内容

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