架构设计九之策略模式、迭代器模式

前言

        这篇博客介绍策略模式以及迭代器模式

策略模式

定义

        策略模式定义了一系列的算法，并将每一个算法封装起来，而且使他们之间可以相互替换，策略模式让算法独立于使它的客户独立而变化

角色

        环境(Context)角色: 持有一个Strategy的引用
抽象策略(Strategy)角色 这是一个抽象角色，通常由一个接口或抽象类实现。此角色给出所有的具体策略类所需的接口。
        具体策略(ConcreteStrategy)角色 :包装了相关的算法或行为。

需求

        假设现在要一个上商店个搞活动。 对所有的高级会员打20%的促销折扣；对中级会员打10%的促销折扣；对初级会员没有折扣。

得知算法
        算法一：对初级会员没有折扣。

        算法二：对中级会员提供10%的促销折扣。

        算法三：对高级会员提供20%的促销折扣。

重点

        策略模式的重心不是如何实现算法，而是如何组织、调用这些算法，从而让程序结构更灵活，具有更好的维护性和扩展性。

特点

运行时策略的唯一性
        运行期间，策略模式在每一个时刻只能使用一个具体的策略实现对象，虽然可以动态地在不同的策略实现中切换，但是同时只能使用一个。
平等性
        策略模式一个很大的特点就是各个策略算法的平等性。对于一系列具体的策略算法，大家的地位是完全一样的，正因为这个平等性，才能实现算法之间可以相互替换。所有的策略算法在实现上也是相互独立的，相互之间是没有依赖的。

优缺点

优点

        策略模式提供了管理相关的算法族的办法。策略类的等级结构定义了一个算法或行为族。恰当使用继承可以把公共的代码移到父类里面，从而避免代码重复。
使用策略模式可以避免使用多重条件(if-else)语句。多重条件语句不易维护，它把采取哪一种算法让子类实现

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。这就意味着客户端必须理解这些算法的区别，以便适时选择恰当的算法类。换言之，策略模式只适用于客户端知道算法或行为的情况。
由于策略模式把每个具体的策略实现都单独封装成为类，如果备选的策略很多的话，那么对象的数目就会很可观。

实现如下:

public interface MemberStrategy {
    /**
     * 计算图书的价格
     * @param booksPrice    图书的原价
     * @return    计算出打折后的价格
     */
    public double calcPrice(double booksPrice);
}


public class PrimaryMemberStrategy implements MemberStrategy {
    @Override
    public double calcPrice(double booksPrice) {

        System.out.println("对于初级会员的没有折扣");
        return booksPrice;
    }

}

public class IntermediateMemberStrategy implements MemberStrategy {

    @Override
    public double calcPrice(double booksPrice) {
        System.out.println("对于中级会员的折扣为10%");
        return booksPrice * 0.9;
    }
}

public class AdvancedMemberStrategy implements MemberStrategy {

    @Override
    public double calcPrice(double booksPrice) {

        System.out.println("对于高级会员的折扣为20%");
        return booksPrice * 0.8;
    }
}

public class Price {
    //持有一个具体的策略对象
    private MemberStrategy strategy;
    /**
     * 构造函数，传入一个具体的策略对象
     * @param strategy    具体的策略对象
     */
    public Price(MemberStrategy strategy){
        this.strategy = strategy;
    }

    /**
     * 计算图书的价格
     * @param booksPrice    图书的原价
     * @return    计算出打折后的价格
     */
    public double quote(double booksPrice){
        return this.strategy.calcPrice(booksPrice);
    }
}


public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        //选择并创建需要使用的策略对象
        MemberStrategy strategy = new AdvancedMemberStrategy();
        //创建环境
        Price price = new Price(strategy);
        //计算价格
        double quote = price.quote(300);
        System.out.println("图书的最终价格为：" + quote);
    }
}

迭代器模式

定义

        提供一种方法顺序访问一个容器对象中的各个元素，而又不需要暴露该对象的内部表示

优缺点

优点

        简化了遍历方式，对于对象集合的遍历，还是比较麻烦的，对于数组或者有序列表，我们尚可以通过游标来取得，但用户需要在对集合了解很清楚的前提下，自行遍历对象，但是对于hash表来说，用户遍历起来就比较麻烦了。而引入了迭代器方法后，用户用起来就简单的多了。
        可以提供多种遍历方式，比如说对有序列表，我们可以根据需要提供正序遍历，倒序遍历两种迭代器，用户用起来只需要得到我们实现好的迭代器，就可以方便的对集合进行遍历了。

缺点

        对于比较简单的遍历（像数组或者有序列表），使用迭代器方式遍历较为繁琐，大家可能都有感觉，像ArrayList，我们宁可愿意使用for循环和get方法来遍历集合。

适用场景

        迭代器模式是与集合共生共死的，一般来说，我们只要实现一个集合，就需要同时提供这个集合的迭代器，就像java中的Collection，List、Set、Map等，这些集合都有自己的迭代器。假如我们要实现一个这样的新的容器，当然也需要引入迭代器模式，给我们的容器实现一个迭代器。
        由于容器与迭代器的关系太密切了，所以大多数语言在实现容器的时候都给提供了迭代器，并且这些语言提供的容器和迭代器在绝大多数情况下就可以满足我们的需要，所以现在需要我们自己去实践迭代器模式的场景还是比较少见的，我们只需要使用语言中已有的容器和迭代器就可以了。

实现如下:

/**
 * 抽象迭代接口
 * @author Administrator
 *
 * @param <T>
 */
public interface Iterator<T> {
    /**
     * 是否还有下一个元素
     * @return
     */
    boolean hasNext();
    T next();
}


/**
 * 间谍
   具体的迭代角色
 * @author Administrator
 *
 * @param <T>
 */
public class ConcreteItertor<T>  implements  Iterator<T>{
    public ConcreteItertor(List<T> list) {
        this.list = list;
    }

    private List<T> list=new ArrayList<>();
    private int cursor=0;


    @Override
    public boolean hasNext() {
        return cursor!=list.size();
    }

    @Override
    public T next() {
        T obj=null;
        if(this.hasNext())
        {
            obj=list.get(cursor++);
        }
        return obj;
    }
}


/**
 * 容器的接口
 * @author Administrator
 */
public interface Aggregate<T> {
    void  add(T  t);

    void remove(T t);

    Iterator<T> iterator();

}


/**
 * 具体的容器接口
 * 军队
 * @author Administrator
 *
 * @param <T>
 */
public class ConcreteAggregate<T>  implements Aggregate<T>{
    private List<T> list=new ArrayList<>();
    @Override
    public void add(T t) {
        list.add(t);
    }

    @Override
    public void remove(T t) {
        list.remove(t);
    }

    @Override
    public Iterator<T> iterator() {
        return new ConcreteItertor<>(list);
    }

}


public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        //实例化容器类对象
        Aggregate<String> aggregate=new ConcreteAggregate<>();

        aggregate.add("张三");
        aggregate.add("李四");
        Iterator<String> iterator=aggregate.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            System.out.println(iterator.next());
        }
    }
}