设计模式------策略模式(精髓:抽象类)

本文介绍了策略模式的概念、结构及应用场景,通过实例演示了如何利用策略模式实现商场促销算法,包括正常收费、打折和返利等策略。

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一、什么是策略模式

  策略这个词应该怎么理解,打个比方说,我们出门的时候会选择不同的出行方式,比如骑自行车、坐公交、坐火车、坐飞机、坐火箭等等,这些出行方式,每一种都是一个策略。

  再比如我们去逛商场,商场现在正在搞活动,有打折的、有满减的、有返利的等等,其实不管商场如何进行促销,说到底都是一些算法,这些算法本身只是一种策略,并且这些算法是随时都可能互相替换的,比如针对同一件商品,今天打八折、明天满100减30,这些策略间是可以互换的。

  策略模式(Strategy),定义了一组算法,将每个算法都封装起来,并且使它们之间可以互换。UML结构图如下:

  其中,Context是上下文,用一个ConcreteStrategy来配置,维护一个对Strategy对象的引用;Strategy是策略类,用于定义所有支持算法的公共接口;ConcreteStrategy是具体策略类,封装了具体的算法或行为,继承于Strategy。

  1. Context上下文

  Context上下文角色,也叫Context封装角色,起承上启下的作用,屏蔽高层模块对策略、算法的直接访问,封装可能存在的变化。

public class Context {                  
                                        
    Strategy strategy;                  
                                        
    public Context(Strategy strategy) { 
        this.strategy = strategy;       
    }                                   
                                        
    //上下文接口                        
    public void contextInterface() {    
        strategy.algorithmInterface();  
    }                                   
                                        
}                                       



  2. 策略角色

  抽象策略角色,是对策略、算法家族的抽象,通常为接口,定义每个策略或算法必须具有的方法和属性。algorithm是“运算法则”的意思。

public abstract class Strategy {                  
                                                  
    //算法方法                                    
    public abstract void algorithmInterface();    
                                                  
}                                                 

  3. 具体策略角色

  用于实现抽象策略中的操作,即实现具体的算法,下方用print代替。测试类共3个ConcreteStrategy,其它两个类与ConcreteStrategyA同理,就不再赘述了。

public class ConcreteStrategyA extends Strategy { 
                                                  
    @Override                                     
    public void algorithmInterface() {            
        System.out.println("算法A实现");          
    }                                             
                                                  
}                                                 

  4. Client客户端

  下面依次更换策略,测试一下策略模式。

public class Client {                                  
                                                       
    public static void main(String[] args) {           
        Context context;                               
                                                       
        context = new Context(new ConcreteStrategyA());
        context.contextInterface();                    
                                                       
        context = new Context(new ConcreteStrategyB());
        context.contextInterface();                    
                                                       
        context = new Context(new ConcreteStrategyC());
        context.contextInterface();                    
    }                                                  
                                                       
}                                                      



运行结果如下:

  

二、策略模式的应用

  1. 何时使用

  • 一个系统有许多类,而区分它们的只是他们直接的行为时

  2. 方法

  • 将这些算法封装成一个一个的类,任意的替换

  3. 优点

  • 算法可以自由切换
  • 避免使用多重条件判断(如果不用策略模式我们可能会使用多重条件语句,不利于维护)
  • 扩展性良好,增加一个策略只需实现接口即可

  4. 缺点

  • 策略类数量会增多,每个策略都是一个类,复用的可能性很小
  • 所有的策略类都需要对外暴露

  5. 使用场景

  • 多个类只有算法或行为上稍有不同的场景
  • 算法需要自由切换的场景
  • 需要屏蔽算法规则的场景

  6. 应用实例

  • 出行方式,自行车、汽车等,每一种出行方式都是一个策略
  • 商场促销方式,打折、满减等
  • Java AWT中的LayoutManager,即布局管理器

  7. 注意事项

  • 如果一个系统的策略多于四个,就需要考虑使用混合模式来解决策略类膨胀的问题

三、策略模式的实现

  下面就以商场促销为例使用策略模式实现商场促销算法。UML图如下:

  1. 上下文类

  首先声明一个CashSuper对象,通过构造方法,传入具体的收费策略,getResult()方法的功能为根据收费策略的不同获得计算结果。

public class CashContext {                   
                                             
    private CashSuper cashSuper;             
                                             
    public CashContext(CashSuper cashSuper) {
        this.cashSuper = cashSuper;          
    }                                        
                                             
    public double getResult(double money) {  
        return cashSuper.acceptCash(money);  
    }                                        
                                             
}                                            


  2. 现金收费抽象类

  策略类,为抽象类,抽象出收费的方法供子类实现。

public abstract class CashSuper {                   
                                                    
    public abstract double acceptCash(double money);
                                                    
}                                                   


  3. 正常收费子类

  没有任何活动的情况,正常收费,返回原价。

public class CashNormal extends CashSuper { 
                                            
    @Override                               
    public double acceptCash(double money) {
        return money;                       
    }                                       
                                            
}                                           

  4. 打折收费子类

  打折活动,根据折扣返回打折后的价格。

public class CashRebate extends CashSuper {    
                                               
    private double moneyRebate = 1;    //折扣  
                                               
    public CashRebate(double moneyRebate) {    
        this.moneyRebate = moneyRebate;        
    }                                          
                                               
    @Override                                  
    public double acceptCash(double money) {   
        return money * moneyRebate;            
    }                                          
                                               
}                                              


  5. 返利收费子类

  返利活动,输入返利条件和返利值,比如满300返100,moneyCoditation为300,moneyReturn为100。

   result = money - Math.floor(money / moneyConditation) * moneyReturn; 的意思为,如果当前金额大于等于返利条件,则使用当前金额减去返利值。

public class CashReturn extends CashSuper {                                      
                                                                                 
    private double moneyConditation = 0.0;    //返利条件                         
    private double moneyReturn = 0.0d;    //返利值                               
                                                                                 
    public CashReturn(double moneyConditation, double moneyReturn) {             
        this.moneyConditation = moneyConditation;                                
        this.moneyReturn = moneyReturn;                                          
    }                                                                            
                                                                                 
    @Override                                                                    
    public double acceptCash(double money) {                                     
        double result = money;                                                   
                                                                                 
        if (money >= moneyConditation) {                                         
            result = money - Math.floor(money / moneyConditation) * moneyReturn; 
        }                                                                        
                                                                                 
        return result;                                                           
    }                                                                            
                                                                                 
}                                                                                


  6. Client客户端

  下面写一个简单的程序测试一下上方编写的代码。

public class Client {                                                                                            
                                                                                                                 
    public static void main(String[] args) {                                                                     
        CashContext cashContext = null;                                                                          
                                                                                                                 
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);                                                                
        System.out.print("请输入打折方式(1/2/3):");                                                           
        int in = scanner.nextInt();                                                                              
        String type = "";                                                                                        
                                                                                                                 
        switch (in) {                                                                                            
            case 1:                                                                                              
                cashContext = new CashContext(new CashNormal());                                                 
                type += "正常收费";                                                                              
                break;                                                                                           
                                                                                                                 
            case 2:                                                                                              
                cashContext = new CashContext(new CashReturn(300, 100));                                         
                type += "满300返100";                                                                            
                break;                                                                                           
                                                                                                                 
            case 3:                                                                                              
                cashContext = new CashContext(new CashRebate(0.8));                                              
                type += "打8折";                                                                                 
                break;                                                                                           
                                                                                                                 
            default:                                                                                             
                System.out.println("请输入1/2/3");                                                               
                break;                                                                                           
        }                                                                                                        
                                                                                                                 
        double totalPrices = 0;                                                                                  
                                                                                                                 
        System.out.print("请输入单价:");                                                                        
        double price = scanner.nextDouble();                                                                     
        System.out.print("请输入数量:");                                                                        
        double num = scanner.nextDouble();                                                                       
        totalPrices = cashContext.getResult(price * num);                                                        
                                                                                                                 
        System.out.println("单价:" + price + ",数量:" + num + ",类型:" + type + ",合计:" + totalPrices);  
                                                                                                                 
        scanner.close();                                                                                         
    }                                                                                                            
                                                                                                                 
}                                                                                                                

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