设计模式 - 过滤器模式

封面图 • 2025-11-08 • 设计模式

过滤器模式（**Filter Pattern**）是 **结构型设计模式** 中的一种，用于根据特定条件对对象进行筛选或处理。它常用于构建可组合的、灵活的过滤逻辑，尤其是在需要根据多个条件动态筛选数据时非常有用。

---

## 📌 一、定义

**过滤器模式** 允许你通过组合不同的过滤器来筛选对象集合，每个过滤器可以独立地实现一个筛选条件，并且可以与其他过滤器组合使用。

---

## 🧩 二、核心思想

- **抽象过滤器接口**：定义一个统一的过滤方法。
- **具体过滤器类**：实现具体的过滤逻辑。
- **过滤器链**：将多个过滤器按顺序组合在一起，形成一个过滤链。
- **目标对象**：被过滤的数据对象（如用户、商品等）。

---

## 🧱 三、结构图

```
+---------------------+
|   Filter (Interface)|
+---------------------+
          |
          v
+---------------------+    +---------------------+
|   MaleFilter        |    |   SingleFilter      |
+---------------------+    +---------------------+
          |                    |
          v                    v
+---------------------+
|   AndFilter         |
+---------------------+
          |
          v
+---------------------+
|   FilterChain       |
+---------------------+
          |
          v
+---------------------+
|   Person (Target)   |
+---------------------+
```

---

## 🔧 四、实现示例（Java）

### 1. 定义目标对象（Person）

```java
public class Person {
    private String name;
    private String gender;
    private String maritalStatus;

public Person(String name, String gender, String maritalStatus) {
        this.name = name;
        this.gender = gender;
        this.maritalStatus = maritalStatus;
    }

public String getName() {
        return name;
    }

public String getGender() {
        return gender;
    }

public String getMaritalStatus() {
        return maritalStatus;
    }

@Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", gender='" + gender + '\'' +
                ", maritalStatus='" + maritalStatus + '\'' +
                '}';
    }
}
```

### 2. 定义过滤器接口

```java
public interface Filter {
    List<Person> filter(List<Person> persons);
}
```

### 3. 实现具体过滤器

```java
import java.util.List;
import java.util.stream.Collectors;

public class MaleFilter implements Filter {
    @Override
    public List<Person> filter(List<Person> persons) {
        return persons.stream()
                .filter(p -> p.getGender().equalsIgnoreCase("MALE"))
                .collect(Collectors.toList());
    }
}

public class SingleFilter implements Filter {
    @Override
    public List<Person> filter(List<Person> persons) {
        return persons.stream()
                .filter(p -> p.getMaritalStatus().equalsIgnoreCase("SINGLE"))
                .collect(Collectors.toList());
    }
}

public class AndFilter implements Filter {
    private Filter filter1;
    private Filter filter2;

public AndFilter(Filter filter1, Filter filter2) {
        this.filter1 = filter1;
        this.filter2 = filter2;
    }

@Override
    public List<Person> filter(List<Person> persons) {
        List<Person> result1 = filter1.filter(persons);
        return filter2.filter(result1);
    }
}
```

### 4. 使用过滤器链

```java
import java.util.Arrays;
import java.util.List;

public class FilterPatternDemo {
    public static void main(String[] args) {
        List<Person> persons = Arrays.asList(
                new Person("John", "MALE", "SINGLE"),
                new Person("Jane", "FEMALE", "MARRIED"),
                new Person("Mike", "MALE", "MARRIED"),
                new Person("Anna", "FEMALE", "SINGLE")
        );

Filter maleFilter = new MaleFilter();
        Filter singleFilter = new SingleFilter();
        Filter andFilter = new AndFilter(maleFilter, singleFilter);

List<Person> result = andFilter.filter(persons);
        result.forEach(System.out::println);
    }
}
```

### 输出结果：

```
Person{name='John', gender='MALE', maritalStatus='SINGLE'}
```

---

## ✅ 五、优点

- **灵活性高**：可以动态组合多个过滤器。
- **可扩展性强**：新增过滤器不需要修改现有代码。
- **职责分离**：每个过滤器只负责一个逻辑，易于维护和测试。

---

## ❌ 六、缺点

- **复杂度增加**：过多的过滤器可能使系统变得难以理解。
- **性能问题**：如果过滤器链太长，可能影响性能。

---

## 🎯 七、适用场景

- 需要根据多种条件筛选数据（如搜索功能、报表过滤等）。
- 需要动态组合过滤条件（如用户自定义筛选规则）。
- 数据处理流程中需要分步骤过滤。

---

## 📚 八、相关设计模式

- **责任链模式（Chain of Responsibility）**：与过滤器模式类似，但更强调“请求传递”而不是“数据筛选”。
- **策略模式（Strategy）**：允许在运行时切换不同的算法，而过滤器模式侧重于组合多个条件。

---

如果你有具体的业务场景，我可以帮你设计一个实际的过滤器模式应用。欢迎继续提问！