设计模式——策略模式

最新推荐文章于 2024-12-18 11:37:56 发布

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策略模式

定义

策略模式(Strategy Pattern)：定义一系列算法，将每一个算法封装起来，并让它们可以相互替换。策略模式让算法独立于使用它的客户而变化，也称为政策模式(Policy)。

策略模式是一种对象行为型模式。

模式的结构

封装类(Context)：也叫上下文，对策略进行二次封装，目的是避免高层模块对策略的直接调用。

抽象策略：通常情况下为一个接口，当各个实现类中存在着重复的逻辑时，则使用抽象类来封装这部分公共的代码，此时，策略模式看上去更像是模版方法模式。

具体策略：具体策略角色通常由一组封装了算法的类来担任，这些类之间可以根据需要自由替换。

举例

实现乘法策略

抽象策略

public interface IMultiply {
    int multiply(int a, int b);
}

具体策略

public class Multiply1 implements IMultiply {

    @Override
    public int multiply(int a, int b) {
        return a * b;
    }
}

public class Multiply2 implements IMultiply {
    @Override
    public int multiply(int a, int b) {
        int s = 0;
        int c = Math.abs(b);
        for(int i = 0; i < c; i++){
            s += a;
        }
        return b > 0 ? s : -s;
    }
}

环境类：

public class MultiplyContext {
    private IMultiply mMultiply;

    public MultiplyContext(IMultiply multiply) {
        mMultiply = multiply;
    }

    public int multiply(int a, int b){
        return mMultiply.multiply(a, b);
    }
}

测试

public static void main(String args[]){

        MultiplyContext context = new MultiplyContext(new Multiply1());
        System.out.println(context.multiply(2, -3));

        context = new MultiplyContext(new Multiply2());
        System.out.println(context.multiply(2, -3));

    }

输出

-6
-6

模式分析

策略模式是一个比较容易理解和使用的设计模式，策略模式是对算法的封装，它把算法的责任和算法本身分割开，委派给不同的对象管理。策略模式通常把一个系列的算法封装到一系列的策略类里面，作为一个抽象策略类的子类。用一句话来说，就是“准备一组算法，并将每一个算法封装起来，使得它们可以互换”。
在策略模式中，应当由客户端自己决定在什么情况下使用什么具体策略角色。
策略模式仅仅封装算法，提供新算法插入到已有系统中，以及老算法从系统中“退休”的方便，策略模式并不决定在何时使用何种算法，算法的选择由客户端来决定。这在一定程度上提高了系统的灵活性，但是客户端需要理解所有具体策略类之间的区别，以便选择合适的算法，这也是策略模式的缺点之一，在一定程度上增加了客户端的使用难度。

优点

策略模式的优点

策略模式提供了对“开闭原则”的完美支持，用户可以在不修改原有系统的基础上选择算法或行为，也可以灵活地增加新的算法或行为。

即不改变Context
策略模式提供了管理相关的算法族的办法。

互相替换，统一接口
策略模式提供了可以替换继承关系的办法。

Context采用组合模式
使用策略模式可以避免使用多重条件转移语句。
如果不用策略模式就需要

   if(选了A){
       useA();
   }else if(选了B){
       useB();
   }
   ...
   ...

缺点

策略模式的缺点

客户端必须知道所有的策略类，并自行决定使用哪一个策略类。

上面例子中客户端需要知道所有的乘法方法，才能决定知道用哪一种
策略模式将造成产生很多策略类，可以通过使用享元模式在一定程度上减少对象的数量。

适用环境

在以下情况下可以使用策略模式：

如果在一个系统里面有许多类，它们之间的区别仅在于它们的行为，那么使用策略模式可以动态地让一个对象在许多行为中选择一种行为。
一个系统需要动态地在几种算法中选择一种。
如果一个对象有很多的行为，如果不用恰当的模式，这些行为就只好使用多重的条件选择语句来实现。
不希望客户端知道复杂的、与算法相关的数据结构，在具体策略类中封装算法和相关的数据结构，提高算法的保密性与安全性。

模式扩展

策略模式与状态模式

可以通过环境类状态的个数来决定是使用策略模式还是状态模式。
策略模式的环境类自己选择一个具体策略类，具体策略类无须关心环境类；而状态模式的环境类由于外在因素需要放进一个具体状态中，以便通过其方法实现状态的切换，因此环境类和状态类之间存在一种双向的关联关系。
使用策略模式时，客户端需要知道所选的具体策略是哪一个，而使用状态模式时，客户端无须关心具体状态，环境类的状态会根据用户的操作自动转换。
如果系统中某个类的对象存在多种状态，不同状态下行为有差异，而且这些状态之间可以发生转换时使用状态模式；如果系统中某个类的某一行为存在多种实现方式，而且这些实现方式可以互换时使用策略模式。

总结

在策略模式中定义了一系列算法，将每一个算法封装起来，并让它们可以相互替换。策略模式让算法独立于使用它的客户而变化，也称为政策模式。策略模式是一种对象行为型模式。
策略模式包含三个角色：环境类在解决某个问题时可以采用多种策略，在环境类中维护一个对抽象策略类的引用实例；抽象策略类为所支持的算法声明了抽象方法，是所有策略类的父类；具体策略类实现了在抽象策略类中定义的算法。
策略模式是对算法的封装，它把算法的责任和算法本身分割开，委派给不同的对象管理。策略模式通常把一个系列的算法封装到一系列的策略类里面，作为一个抽象策略类的子类。
策略模式主要优点在于对“开闭原则”的完美支持，在不修改原有系统的基础上可以更换算法或者增加新的算法，它很好地管理算法族，提高了代码的复用性，是一种替换继承，避免多重条件转移语句的实现方式；其缺点在于客户端必须知道所有的策略类，并理解其区别，同时在一定程度上增加了系统中类的个数，可能会存在很多策略类。
策略模式适用情况包括：在一个系统里面有许多类，它们之间的区别仅在于它们的行为，使用策略模式可以动态地让一个对象在许多行为中选择一种行为；一个系统需要动态地在几种算法中选择一种；避免使用难以维护的多重条件选择语句；希望在具体策略类中封装算法和与相关的数据结构。
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