為什么使用策略模式?

實(shí)現(xiàn)某一個(gè)功能有多條途徑，每一條途徑對(duì)應(yīng)一種算法，此時(shí)我們可以使用一種設(shè)計(jì)模式來(lái)實(shí)現(xiàn)靈活地選擇解決途徑，也能夠方便地增加新的解決途徑。

策略模式包含角色

• Context（環(huán)境類(lèi)）：環(huán)境類(lèi)是使用算法的角色，它在解決某個(gè)問(wèn)題（即實(shí)現(xiàn)某個(gè)方法）時(shí)可以采用多種策略。在環(huán)境類(lèi)中維持一個(gè)對(duì)抽象策略類(lèi)的引用實(shí)例，用于定義所采用的策略。
• Strategy（抽象策略類(lèi)）：它為所支持的算法聲明了抽象方法，是所有策略類(lèi)的父類(lèi)，它可以是抽象類(lèi)或具體類(lèi)，也可以是接口。環(huán)境類(lèi)通過(guò)抽象策略類(lèi)中聲明的方法在運(yùn)行時(shí)調(diào)用具體策略類(lèi)中實(shí)現(xiàn)的算法。
• ConcreteStrategy（具體策略類(lèi)）：它實(shí)現(xiàn)了在抽象策略類(lèi)中聲明的算法，在運(yùn)行時(shí)，具體策略類(lèi)將覆蓋在環(huán)境類(lèi)中定義的抽象策略類(lèi)對(duì)象，使用一種具體的算法實(shí)現(xiàn)某個(gè)業(yè)務(wù)處理。

策略模式的類(lèi)圖

策略模式需要一個(gè)策略接口，不同的策略實(shí)現(xiàn)不同的實(shí)現(xiàn)類(lèi)，在具體業(yè)務(wù)環(huán)境中僅持有該策略接口，根據(jù)不同的場(chǎng)景使用不同的實(shí)現(xiàn)類(lèi)即可。

面向接口編程，而不是面向?qū)崿F(xiàn)。

排序案例

對(duì)數(shù)組進(jìn)行排序的算法有很多，但是不同的算法在不同的場(chǎng)景下可以發(fā)揮更大的效率，例如數(shù)據(jù)量很大的時(shí)候，我們可以使用快速排序，數(shù)據(jù)量小的時(shí)候就可以采用插入排序

抽象策略類(lèi)

//抽象策略類(lèi)
public  interface Strategy
{
    public void sort();
}

具體策略類(lèi)

public class QuickSort implements Strategy
{
    @Override
    public void sort() {
        System.out.println("快速排序");
    }
}

public class InsertSort implements Strategy
{
    @Override
    public void sort() {
        System.out.println("插入排序");
    }
}

public class BubbleSort implements Strategy
{
    @Override
    public void sort() {
        System.out.println("冒泡排序");
    }
}

環(huán)境類(lèi)

public class Context
{
    private  Strategy strategy;
    public void sort(int[] arr,Strategy strategy)
    {
        this.strategy=strategy;
        doSort();
    }
    private void doSort()
    {
        strategy.sort();
    }
}

測(cè)試類(lèi)

public class Client
{
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr={1,1,1,1,1,1,1,1,1,1};
        int[] arr1={1,1,1,1,1,1};
        int[] arr2={1,1,1};
        Context context=new Context();
        context.sort(arr,new QuickSort());
        context.sort(arr1,new InsertSort());
        context.sort(arr2,new BubbleSort());
    }
}

策略模式的優(yōu)點(diǎn)

• 策略模式提供了對(duì) “開(kāi)閉原則” 的完美支持，用戶(hù)可以在不修改原有系統(tǒng)的基礎(chǔ)上選擇算法或行為，也可以靈活地增加新的算法或行為。
• 策略模式提供了管理相關(guān)的算法族的辦法。策略類(lèi)的等級(jí)結(jié)構(gòu)定義了一個(gè)算法或行為族，恰當(dāng)使用繼承可以把公共的代碼移到抽象策略類(lèi)中，從而避免重復(fù)的代碼。
• 策略模式提供了一種可以替換繼承關(guān)系的辦法。如果不使用策略模式而是通過(guò)繼承，這樣算法的使用就 和算法本身混在一起，不符合 “單一職責(zé)原則”，而且使用繼承無(wú)法實(shí)現(xiàn)算法或行為在程序運(yùn)行時(shí)的動(dòng)態(tài)切 換。
• 使用策略模式可以避免多重條件選擇語(yǔ)句。多重條件選擇語(yǔ)句是硬編碼，不易維護(hù)。
• 策略模式提供了一種算法的復(fù)用機(jī)制，由于將算法單獨(dú)提取出來(lái)封裝在策略類(lèi)中，因此不同的環(huán)境類(lèi)可以方便地復(fù)用這些策略類(lèi)。

策略模式的缺點(diǎn)

• 客戶(hù)端必須知道所有的策略類(lèi)，并自行決定使用哪一個(gè)策略類(lèi)。這就意味著客戶(hù)端必須理解這些算法的區(qū)別，以便適時(shí)選擇恰當(dāng)?shù)乃惴?。換言之，策略模式只適用于客戶(hù)端知道所有的算法或行為的情況。
• 策略模式將造成系統(tǒng)產(chǎn)生很多具體策略類(lèi)，任何細(xì)小的變化都將導(dǎo)致系統(tǒng)要增加一個(gè)新的具體策略類(lèi)。
• 無(wú)法同時(shí)在客戶(hù)端使用多個(gè)策略類(lèi)，也就是說(shuō)，在使用策略模式時(shí)，客戶(hù)端每次只能使用一個(gè)策略類(lèi)，不支持使用一個(gè)策略類(lèi)完成部分功能后再使用另一個(gè)策略類(lèi)來(lái)完成剩余功能的情況。

適用場(chǎng)景

• 一個(gè)系統(tǒng)需要?jiǎng)討B(tài)地在幾種算法中選擇一種，那么可以將這些算法封裝到一個(gè)個(gè)的具體算法類(lèi)中，而這些具體算法類(lèi)都是一個(gè)抽象算法類(lèi)的子類(lèi)。換言之，這些具體算法類(lèi)均有統(tǒng)一的接口，根據(jù) “里氏代換原則” 和面向?qū)ο蟮亩鄳B(tài)性，客戶(hù)端可以選擇使用任何一個(gè)具體算法類(lèi)，并只需要維持一個(gè)數(shù)據(jù)類(lèi)型是抽象算法類(lèi)的對(duì)象。
• 一個(gè)對(duì)象有很多的行為，如果不用恰當(dāng)?shù)哪Ｊ?，這些行為就只好使用多重條件選擇語(yǔ)句來(lái)實(shí)現(xiàn)。此時(shí)，使用策略模式，把這些行為轉(zhuǎn)移到相應(yīng)的具體策略類(lèi)里面，就可以避免使用難以維護(hù)的多重條件選擇語(yǔ)句。
• 不希望客戶(hù)端知道復(fù)雜的、與算法相關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，在具體策略類(lèi)中封裝算法與相關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，可以提高算法的保密性與安全性。

源碼分析策略模式的典型應(yīng)用

Java Comparator 中的策略模式

java.util.Comparator 接口是比較器接口，可以通過(guò) Collections.sort(List,Comparator) 和 Arrays.sort(Object[],Comparator) 對(duì)集合和數(shù)據(jù)進(jìn)行排序，下面為示例程序

一個(gè)學(xué)生類(lèi)，有兩個(gè)屬性 id 和 name

@Data
@AllArgsConstructor
public class Student {
    private Integer id;
    private String name;
    @Override
    public String toString() {
        return "{id=" + id + ", name='" + name + "'}";
    }
}

實(shí)現(xiàn)兩個(gè)比較器，比較器實(shí)現(xiàn)了 Comparator 接口，一個(gè)升序，一個(gè)降序

// 降序
public class DescSortor implements Comparator<Student> {
    @Override
    public int compare(Student o1, Student o2) {
        return o2.getId() - o1.getId();
    }
}
// 升序
public class AscSortor implements Comparator<Student> {
    @Override
    public int compare(Student o1, Student o2) {
        return o1.getId() - o2.getId();
    }
}

通過(guò) Arrays.sort() 對(duì)數(shù)組進(jìn)行排序

public class Test1 {
    public static void main(String[] args) {
        Student[] students = {
                new Student(3, "張三"),
                new Student(1, "李四"),
                new Student(4, "王五"),
                new Student(2, "趙六")
        };
        toString(students, "排序前");
        Arrays.sort(students, new AscSortor());
        toString(students, "升序后");
        Arrays.sort(students, new DescSortor());
        toString(students, "降序后");
    }
    public static void toString(Student[] students, String desc){
        for (int i = 0; i < students.length; i++) {
            System.out.print(desc + ": " +students[i].toString() + ", ");
        }
        System.out.println();
    }
}

通過(guò) Collections.sort() 對(duì)集合List進(jìn)行排序

public class Client
{
    public static void main(String[] args) {
        List<Stu> students = Arrays.asList(
                new Stu(3, "張三"),
                new Stu(1, "李四"),
                new Stu(4, "王五"),
                new Stu(2, "趙六")
        );
        toString(students, "排序前");
        Collections.sort(students, new AscSortor());
        toString(students, "升序后");
        Collections.sort(students, new DescSortor());
        toString(students, "降序后");
    }
    public static void toString(List<Stu> students, String desc){
        for (Stu student : students) {
            System.out.print(desc + ": " + student.toString() + ", ");
        }
        System.out.println();
    }
}

我們向 Collections.sort() 和 Arrays.sort() 分別傳入不同的比較器即可實(shí)現(xiàn)不同的排序效果（升序或降序）

這里 Comparator 接口充當(dāng)了抽象策略角色，兩個(gè)比較器 DescSortor 和 AscSortor 則充當(dāng)了具體策略角色，Collections 和 Arrays 則是環(huán)境角色

參考文章

策略模式

總結(jié)

本篇文章就到這里了，希望能夠給你帶來(lái)幫助，也希望您能夠多多關(guān)注腳本之家的更多內(nèi)容！

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