深入理解设计模式：策略模式的应用解析-优快云博客

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本文通过分析Java的`Arrays.sort()`方法来探讨策略模式的运用。该方法根据数组的不同状态（如大小、有序程度）选择不同的排序策略，如快速排序、归并排序等。在实际代码中，策略模式允许在运行时动态选择合适的行为，提高了代码的灵活性和可维护性。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

注:以jdk中的一角来理解设计模式的运用

策略模式:

在不同的情形下选取不同的方式去处理
比如:jdk中的 java.util.Arrays.sort() 方法,则是根据待排序数组的初始的有序程度,以及规模来选取不同的排序方式处理排序
具体实现是这个方法:
策略1:对于小数组,直接使用"快排"¹
策略2:对于不是高度结构化(各区间内有序)的数组,执行"快排"
策略3:高度结构化的,使用归并排序

//left 与right 框定此次排序的操作区间
    static void sort(int[] a, int left, int right,
                     int[] work, int workBase, int workLen) {
   策略1:对于小数组,直接使用快排
   // Use Quicksort on small arrays
        if (right - left < QUICKSORT_THRESHOLD) {
            sort(a, left, right, true);
            return;
        }

        /*
         * Index run[i] is the start of i-th run
         * (ascending or descending sequence).
         * run[i]记录第i次run得到的有序序列区间起始下标
         * 即:数组索引在区间run[i]至run[i+1],表示数组的这部分片段是有序的  
         */
        int[] run = new int[MAX_RUN_COUNT + 1];
        int count = 0; run[0] = left;
        
        // Check if the array is nearly sorted
        //检测数组是否接近有序
        for (int k = left; k < right; run[count] = k) {
        // 框定升序区间
            if (a[k] < a[k + 1]) { // ascending
                while (++k <= right && a[k - 1] <= a[k]);
         //框定降序区间,获得降序区间后,从两侧向中间,对换元素,改变成升序区间
            } else if (a[k] > a[k + 1]) { // descending
                while (++k <= right && a[k - 1] >= a[k]);
                for (int lo = run[count] - 1, hi = k; ++lo < --hi; ) {
                    int t = a[lo];
                     a[lo] = a[hi];
                      a[hi] = t;
                }
            } else { // equal
                for (int m = MAX_RUN_LENGTH; ++k <= right && a[k - 1] == a[k]; ) {
                //检测(其实也做了部分的简单排序,将降序序列变为升序序列)次数用完之后,执行排序
                    if (--m == 0) {
                    
                        sort(a, left, right, true);
                        return;
                    }
                }
            }

            /*
             * The array is not highly structured,
             * use Quicksort instead of merge sort.
             */
             策略2. 如果数组不是高度的结构化(也就是指区间有序),直接使用快排,而不是使用归并排序
            if (++count == MAX_RUN_COUNT) {
                sort(a, left, right, true);
                return;
            }
        }


        // Check special cases
        // Implementation note: variable "right" is increased by 1.
        if (run[count] == right++) { // The last run contains one element
            run[++count] = right;
        } else if (count == 1) { // The array is already sorted
            return;
        }
     策略3.如果数组是高度结构化(也就是满足归并排序的条件,执行归并排序)
        // Determine alternation base for merge
        byte odd = 0;
        for (int n = 1; (n <<= 1) < count; odd ^= 1);

        // Use or create temporary array b for merging
        int[] b;                 // temp array; alternates with a
        int ao, bo;              // array offsets from 'left'
        int blen = right - left; // space needed for b
        if (work == null || workLen < blen || workBase + blen > work.length) {
            work = new int[blen];
            workBase = 0;
        }
        if (odd == 0) {
            System.arraycopy(a, left, work, workBase, blen);
            b = a;
            bo = 0;
            a = work;
            ao = workBase - left;
        } else {
            b = work;
            ao = 0;
            bo = workBase - left;
        }

        // Merging
        for (int last; count > 1; count = last) {
            for (int k = (last = 0) + 2; k <= count; k += 2) {
                int hi = run[k], mi = run[k - 1];
                for (int i = run[k - 2], p = i, q = mi; i < hi; ++i) {
                    if (q >= hi || p < mi && a[p + ao] <= a[q + ao]) {
                        b[i + bo] = a[p++ + ao];
                    } else {
                        b[i + bo] = a[q++ + ao];
                    }
                }
                run[++last] = hi;
            }
            if ((count & 1) != 0) {
                for (int i = right, lo = run[count - 1]; --i >= lo;
                    b[i + bo] = a[i + ao]
                );
                run[++last] = right;
            }
            int[] t = a; a = b; b = t;
            int o = ao; ao = bo; bo = o;
        }
        }