GoF设计模式-策略模式

本文深入探讨了策略模式,一种重要的对象行为型设计模式。策略模式允许将算法封装在独立的类中,实现算法的自由替换和扩展,适用于算法的动态选择场景。文章详细介绍了策略模式的结构、适用场景、优缺点,并通过具体的排序算法实例展示了如何应用策略模式。

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    策略模式(重要):
        对象行为型模式,将一系列算法独立地封装起来,并且可以相互替换。将算法的定义和使用分开,将算法的定义放在专门的策略类中,一个策略类封装一种算法
    策略模式的结构:环境类(使用算法的类),抽象策略类,具体策略类
    
    区别策略模式和状态模式:
        (1)对象存在多种状态,状态之间可以相互转换,不同的状态有不同的行为,使用状态模式。而对象只有一种状态时,完成一项功能有多种算法,算法之间可以相互替换,使用策略模式
        (2)策略模式中,环境类和策略类是单向关联,而状态模式环境类和策略类是双向关联
        (3)策略模式中,用户需要知道应该使用哪一个策略类,而状态模式中用户不需关心具体的状态
    
    策略模式的适用场景:
        1.算法的自由替换和扩展
        2.完成一项功能有多种解决方案(算法),系统动态地从几种算法中选择一个
        3.避免使用多重条件选择语句
    
    策略模式的优点:
        1.增加新的算法不需修改原有代码,符合开闭原则,易于扩展,较为灵活
        2.避免使用多重条件选择语句
    
    策略模式的缺点:
        1.用户要知道具体策略类之间的区别,知道什么时候该选择哪一种策略,这增加了使用的难度
        2.系统中可能会产生很多策略类和对象,增加了系统的复杂度,可使用享元模式减少对象的数量

策略模式的例子:

抽象策略类

public abstract class MySort {
	public abstract void sort(double[] arr);
}

策略类

public class QuickSort extends MySort{

	 /**
	 * @Description: TODO
	 * @author doudou
	 * @date 2019年10月19日
	 * @throws
	 * @return
	 * @see structual.StrategyPattern.MySort#sort()
	*/
	@Override
	public void sort(double[] arr) {
		int low = 0,high = arr.length -1;
		this.quickSort(arr, low, high);
	}
	
	public void quickSort(double[] arr,int low,int high) {
		if (low < high) {
			int pivotloc = partition(arr,low,high);
			quickSort(arr, low, pivotloc-1);
			quickSort(arr, pivotloc+1, high);
		}
	}
	
	private int partition(double[] arr,int low,int high) {
		double temp = arr[low];
		while (low < high) {
			while(low < high && arr[high] > temp) {
				--high;
			}
			arr[low] = arr[high];
			while(low < high && arr[low] < temp) {
				++low;
			}
			arr[high] = arr[high];
		}
		arr[low] = temp;
		return low;
	}

}

public class InsertSort extends MySort{
	
	 /**
	 * @Description: 直接插入排序
	 * @author doudou
	 * @date 2019年10月19日
	 * @param arr
	 * @throws
	 * @return
	 * @see structual.StrategyPattern.MySort#sort(double[])
	*/
	@Override
	public void sort(double[] arr) {
		for (int i = 1; i < arr.length; ++i) {
			if (arr[i] < arr[i-1]) {
				double temp = arr[i];//记下待插入的记录
				int j = i-1;
				for (; j>=0 && temp < arr[j]; --j) {//寻找插入的位置
					arr[j+1] = arr[j];//将记录后移
				}
				arr[j+1] = temp;//插入
			}
		}
	}

}

public class BubbleSort extends MySort{
	public static void main(String[] args) {
		double[] arr = {5,3,2,1,0};
		new BubbleSort().sort(arr);
		for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
			System.out.print(arr[i]+" ");
		}
	}
	 /**
	 * @Description: 冒泡排序
	 * @author doudou
	 * @date 2019年10月19日
	 * @param arr
	 * @throws
	 * @return
	 * @see structual.StrategyPattern.MySort#sort(double[])
	*/
	@Override
	public void sort(double[] arr) {
		for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
			for (int j = 0; j < arr.length-i; j++) {
				if (arr[j] > arr[j+1]) {
					double temp = arr[j];
					arr[j] = arr[j+1];
					arr[j+1] = temp;
				}
			}
		}
	}

}

环境类

public class ArrayHandler {
	
	private MySort mySort;
	
	public void setMySort(MySort mySort) {
		this.mySort = mySort;
	}
	
	public void sort(double[] arr) {
		this.mySort.sort(arr);
	}
}

测试类

public class Main {
	public static void main(String[] args) {
		ArrayHandler arrayHandler = new ArrayHandler();
		MySort mySort = new QuickSort();
		arrayHandler.setMySort(mySort);
		double[] arr = {5,4,3,2,1};
		arrayHandler.sort(arr);
		for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
			System.out.print(arr[i]+" ");
		}
	}
}


    策略模式的应用:
        1.Java SE的容器布局管理器
    
    
 

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