Java设计模式之策略模式

策略模式

在策略模式（Strategy Pattern）中，一个类的行为或其算法可以在运行时更改。这种类型的设计模式属于行为型模式。

在策略模式中，我们创建表示各种策略的对象和一个行为随着策略对象改变而改变的 context 对象。策略对象改变 context 对象的执行算法。

简介：

Define a family of algorithms,encapsulate each one,and make them interchangeable.
定义一组算法，将每个算法都封装起来，并且使它们之间可以互换。

  策略模式 本质：分离算法，选择实现

主要解决

     在有多种算法相似的情况下，使用 if...else 或 switch...case 所带来的复杂性和臃肿性。

优缺点

优点

• 算法多样性，且具备自由切换功能；
• 有效避免多重条件判断，增强了封装性，简化了操作，降低出错概率；
• 扩展性良好，策略类遵顼 里氏替换原则，可以很方便地进行策略扩展；

缺点

   1、策略类会增多。 2、所有策略类都需要对外暴露。

使用场景

• 针对同一类型问题，有多种处理方式，每一种都能独立解决问题；
• 算法需要自由切换的场景；
• 需要屏蔽算法规则的场景；

 策略模式 的通用 UML 类图：

 

从 UML 类图中，我们可以看到，策略模式 主要包含三种角色：

• 上下文角色（Context）：用来操作策略的上下文环境，屏蔽高层模块（客户端）对策略，算法的直接访问，封装可能存在的变化；
• 抽象策略角色（Strategy）：规定策略或算法的行为；
• 具体策略角色（ConcreteStrategy）：具体的策略或算法实现；

策略模式 的通用代码：

class Client {
    public static void main(String[] args) {
        //选择一个具体策略
        IStrategy strategy = new ConcreteStrategyA();
        //来一个上下文环境
        Context context = new Context(strategy);
        //客户端直接让上下文环境执行算法
        context.algorithm();
    }

    //抽象策略类 Strategy
    interface IStrategy {
        void algorithm();
    }

    //具体策略类 ConcreteStrategy
    static class ConcreteStrategyA implements IStrategy {

        @Override
        public void algorithm() {
            System.out.println("Strategy A");
        }
    }

    //具体策略类 ConcreteStrategy
    static class ConcreteStrategyB implements IStrategy {

        @Override
        public void algorithm() {
            System.out.println("Strategy B");
        }
    }

    //上下文环境
    static class Context {
        private IStrategy mStrategy;

        public Context(IStrategy strategy) {
            this.mStrategy = strategy;
        }

        public void algorithm() {
            this.mStrategy.algorithm();
        }
    }
}

举个例子：

例子：假设现在有两个数与一个运算符，要求使用该运算符操作这两个数。
分析：直接思路：通过判断运算符符号，对这两个数进行运算。代码如下所示：

 static class Calculator {
        private static final String SYMBOL_ADD = "+";
        private static final String SYMBOL_SUB = "-";

        public int calc(int a, int b, final String symbol) {
            int result = 0;
            if (SYMBOL_ADD.equals(symbol)) {
                result = a + b;
            } else if (SYMBOL_ADD.equals(symbol)) {
                result = a - b;
            }
            return result;
        }
    }

       但是这样写的话，如果我们现在要扩展乘法*或除法/运算，那么就要在calc方法内增加对应的if...else判断，代码臃肿并且扩展性太低。
       而如果采用策略模式，将各种运算符的计算都归并到对应具体策略，这样，就能简化代码并且带来很好的扩展性，具体代码如下：

class Client {
    public static void main(String[] args) {
        ICalculator calculator = new Add();
        Context context = new Context(calculator);
        int result = context.calc(1,2);
        System.out.println(result);
    }

    interface ICalculator {
        int calc(int a, int b);
    }

    static class Add implements ICalculator {
        @Override
        public int calc(int a, int b) {
            return a + b;
        }
    }

    static class Sub implements ICalculator {
        @Override
        public int calc(int a, int b) {
            return a - b;
        }
    }

    static class Multi implements ICalculator {
        @Override
        public int calc(int a, int b) {
            return a * b;
        }
    }

    static class Divide implements ICalculator {
        @Override
        public int calc(int a, int b) {
            return a / b;
        }
    }

    static class Context {
        private ICalculator mCalculator;

        public Context(ICalculator calculator) {
            this.mCalculator = calculator;
        }

        public int calc(int a, int b) {
            return this.mCalculator.calc(a, b);
        }
    }
}

从上面代码中，我们可以看到，我们完全消除了对运算符号进行判断的哪些if...else的冗余代码，取而代之的是客户端直接决定使用哪种算法，然后交由上下文获取结果。并且上面代码中我们还扩展了乘法Multi和除法Divide运算，所需要做的就只是扩展相应的策略类而已。