掌握高级设计原则：Java中的过滤器模式解析与实战演练，构建灵活且可扩展的系统架构

过滤器模式是一种结构型设计模式，它允许开发者使用不同的标准来过滤一组对象，并通过逻辑运算以解耦的方式将它们联系起来。

过滤器模式的核心在于提供了一个处理对象的机制，这个机制可以根据一个或多个标准来决定哪些对象应该被接受、哪些应该被排除。这种模式通常用于实现复杂的数据筛选和处理逻辑，尤其是在需要将数据处理过程分解为多个独立步骤时。以下是过滤器模式的一些关键点：

角色定义：在过滤器模式中，通常会有一个抽象过滤器角色（AbstractFilter），它负责定义过滤器的实现接口。具体的实现则由具体过滤器角色（Concrete Filter）来完成，它们实现了抽象过滤器定义的接口，并提供具体的过滤逻辑。
链式结构：过滤器模式通常以链式结构来实现，这意味着一个过滤器处理完数据后，可以将处理结果传递给下一个过滤器。这种链式结构使得每个过滤器都只需要关注自己的职责，而不必知道其他过滤器的具体实现。
应用场景：过滤器模式适用于需要对数据进行多步骤处理的情况，例如网络请求的处理、数据库查询的结果筛选等。通过使用过滤器模式，可以灵活地添加或移除处理步骤，而不影响其他部分的代码。
一个简单的过滤器模式如图所示：

过滤器模式允许动态地组合多个过滤条件，以便从一组对象中选择出满足特定标准的对象集合。通过将不同的过滤器加入到 AndCriteria 中，可以灵活地控制筛选结果。

代码示例

下面是一个简单的Java过滤器模式实现的例子，我们定义了Person类、Criteria接口以及两个具体的过滤器：AgeCriteria和NameCriteria，还有一个复合过滤器AndCriteria，它允许我们将多个过滤器逻辑串联起来使用。在主函数中，我们创建了一个人员列表并对之应用了复合过滤条件来获取特定年龄段且名字包含特定字符串的人。：
定义一个Person实体类：

public class Person {
    private String name;
    private int age;

    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    // 省略getter和setter方法
}

定义过滤器接口：

public interface Criteria {
    public List<Person> meetCriteria(List<Person> persons);
}

实现年龄过滤器：

public class AgeCriteria implements Criteria {
    private int minAge;
    private int maxAge;

    public AgeCriteria(int minAge, int maxAge) {
        this.minAge = minAge;
        this.maxAge = maxAge;
    }

    @Override
    public List<Person> meetCriteria(List<Person> persons) {
        List<Person> filteredPersons = new ArrayList<>();
        for (Person person : persons) {
            if (person.getAge() >= minAge && person.getAge() <= maxAge) {
                filteredPersons.add(person);
            }
        }
        return filteredPersons;
    }
}

实现名称过滤器：

// 实现名称过滤器
public class NameCriteria implements Criteria {
    private String nameSubstring;

    public NameCriteria(String nameSubstring) {
        this.nameSubstring = nameSubstring;
    }

    @Override
    public List<Person> meetCriteria(List<Person> persons) {
        List<Person> filteredPersons = new ArrayList<>();
        for (Person person : persons) {
            if (person.getName().contains(nameSubstring)) {
                filteredPersons.add(person);
            }
        }
        return filteredPersons;
    }
}

定义组合过滤器，可以添加多个Criteria进行复合过滤：

public class AndCriteria implements Criteria {
    private Criteria criteria1;
    private Criteria criteria2;

    public AndCriteria(Criteria criteria1, Criteria criteria2) {
        this.criteria1 = criteria1;
        this.criteria2 = criteria2;
    }

    @Override
    public List<Person> meetCriteria(List<Person> persons) {
        List<Person> intermediateResult = criteria1.meetCriteria(persons);
        return criteria2.meetCriteria(intermediateResult);
    }
}

使用示例：

public class FilterPatternDemo {
    public static void main(String[] args) {
        List<Person> people = Arrays.asList(
            new Person("Alice", 25),
            new Person("Bob", 30),
            new Person("Charlie", 35),
            new Person("David", 40)
        );

        Criteria ageCriteria = new AgeCriteria(28, 36);
        Criteria nameCriteria = new NameCriteria("arlie"); // 包含"arlie"的名字

        Criteria combinedCriteria = new AndCriteria(ageCriteria, nameCriteria);

        List<Person> filteredPeople = combinedCriteria.meetCriteria(people);
        for (Person person : filteredPeople) {
            System.out.println(person.getName());
        }
    }
}

过滤器模式的优点

提高代码的灵活性和可维护性：过滤器模式通过提供一个灵活的处理和筛选对象集合的方法，使得在不改变代码结构的前提下，可以很方便地增加新的过滤标准或者修改现有的过滤逻辑。
高内聚低耦合：该模式允许多个过滤器以松耦合的方式组合在一起，每个过滤器负责一个具体的过滤条件，这样可以独立地改变和复用各个过滤器。
多过滤器简单合成：多个过滤器可以简单地合成一个新的过滤器，从而实现更复杂的过滤逻辑。
功能模块重用：由于每个过滤器都是独立的，它们可以在其他场景中被重用，这提高了系统的模块性。