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策略模式(Strategy 模式)

时间:2024-02-16 21:39:05

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策略模式(Strategy 模式)

一、概述

策略模式属于对象的行为模式。其用意是针对一组算法,将每一个算法封装到具有共同接口的独立的类中,从而使得它们可以相互替换。策略模式使得算法可以在不影响到客户端的情况下发生变化。

二、结构

策略模式是对算法的包装,是把使用算法的责任和算法本身分割开来,委派给不同的对象管理。策略模式通常把一个系列的算法包装到一系列的策略类里面,作为一个抽象策略类的子类。用一句话来说,就是:“准备一组算法,并将每一个算法封装起来,使得它们可以互换”。下面就以一个示意性的实现讲解策略模式实例的结构。

三、组成

这个模式涉及到三个角色:

环境(Context)角色:持有一个Strategy的引用。

抽象策略(Strategy)角色:这是一个抽象角色,通常由一个接口或抽象类实现。此角色给出所有的具体策略类所需的接口。

具体策略(ConcreteStrategy)角色:包装了相关的算法或行为。

四、源代码

环境角色类:

public class Context {//持有一个具体策略的对象private Strategy strategy;/*** 构造函数,传入一个具体策略对象* @param strategy 具体策略对象*/public Context(Strategy strategy){this.strategy = strategy;}/*** 策略方法*/public void contextInterface(){strategy.strategyInterface();}}

抽象策略类

public interface Strategy {/*** 策略方法*/public void strategyInterface();}

具体策略类

public class ConcreteStrategyA implements Strategy {@Overridepublic void strategyInterface() {//相关的业务}}

public class ConcreteStrategyB implements Strategy {@Overridepublic void strategyInterface() {//相关的业务}}

public class ConcreteStrategyC implements Strategy {@Overridepublic void strategyInterface() {//相关的业务}}

五、使用场景

场景示例

假设现在要设计一个贩卖各类书籍的电子商务网站的购物车系统。一个最简单的情况就是把所有货品的单价乘上数量,但是实际情况肯定比这要复杂。比如,本网站可能对所有的高级会员提供每本20%的促销折扣;对中级会员提供每本10%的促销折扣;对初级会员没有折扣。

根据描述,折扣是根据以下的几个算法中的一个进行的:

算法一:对初级会员没有折扣。

算法二:对中级会员提供10%的促销折扣。

算法三:对高级会员提供20%的促销折扣

使用策略模式来实现的结构图如下:

源代码:

抽象折扣类

public interface MemberStrategy {/*** 计算图书的价格* @param booksPrice 图书的原价* @return 计算出打折后的价格*/public double calcPrice(double booksPrice);}

初级会员折扣类

public class PrimaryMemberStrategy implements MemberStrategy {@Overridepublic double calcPrice(double booksPrice) {System.out.println("对于初级会员的没有折扣");return booksPrice;}}

中级会员折扣类

public class IntermediateMemberStrategy implements MemberStrategy {@Overridepublic double calcPrice(double booksPrice) {System.out.println("对于中级会员的折扣为10%");return booksPrice * 0.9;}}

高级会员折扣类

public class AdvancedMemberStrategy implements MemberStrategy {@Overridepublic double calcPrice(double booksPrice) {System.out.println("对于高级会员的折扣为20%");return booksPrice * 0.8;}}

价格类

public class Price {//持有一个具体的策略对象private MemberStrategy strategy;/*** 构造函数,传入一个具体的策略对象* @param strategy 具体的策略对象*/public Price(MemberStrategy strategy){this.strategy = strategy;}/*** 计算图书的价格* @param booksPrice 图书的原价* @return 计算出打折后的价格*/public double quote(double booksPrice){return this.strategy.calcPrice(booksPrice);}}

客户端

public class Client {public static void main(String[] args) {//选择并创建需要使用的策略对象MemberStrategy strategy = new AdvancedMemberStrategy();//创建环境Price price = new Price(strategy);//计算价格double quote = price.quote(300);System.out.println("图书的最终价格为:" + quote);}}

使用场景

多个类只区别在表现行为不同,可以使用Strategy模式,在运行时动态选择具体要执行的行为。(例如折扣算法的实现)

需要在不同情况下使用不同的策略(算法),或者策略还可能在未来用其它方式来实现。(例如折扣算法的具体实现可任意变化或扩充)

对客户隐藏具体策略(算法)的实现细节,彼此完全独立。

六、策略模式特点

策略模式的重心

策略模式的重心不是如何实现算法,而是如何组织、调用这些算法,从而让程序结构更灵活,具有更好的维护性和扩展性。

算法的平等性

策略模式一个很大的特点就是各个策略算法的平等性。对于一系列具体的策略算法,大家的地位是完全一样的,正因为这个平等性,才能实现算法之间可以相互替换。所有的策略算法在实现上也是相互独立的,相互之间是没有依赖的。

所以可以这样描述这一系列策略算法:策略算法是相同行为的不同实现。

运行时策略的唯一性

运行期间,策略模式在每一个时刻只能使用一个具体的策略实现对象,虽然可以动态地在不同的策略实现中切换,但是同时只能使用一个。

公有的行为

经常见到的是,所有的具体策略类都有一些公有的行为。这时候,就应当把这些公有的行为放到共同的抽象策略角色Strategy类里面。当然这时候抽象策略角色必须要用Java抽象类实现,而不能使用接口。

七、策略模式优缺点

Strategy模式有下面的一些优点:

相关算法系列 Strategy类层次为Context定义了一系列的可供重用的算法或行为。 继承有助于析取出这些算法中的公共功能

提供了可以替换继承关系的办法: 继承提供了另一种支持多种算法或行为的方法。你可以直接生成一个Context类的子类,从而给它以不同的行为。但这会将行为硬行编制到 Context中,而将算法的实现与Context的实现混合起来,从而使Context难以理解、难以维护和难以扩展,而且还不能动态地改变算法。最后你得到一堆相关的类 , 它们之间的唯一差别是它们所使用的算法或行为。 将算法封装在独立的Strategy类中使得你可以独立于其Context改变它,使它易于切换、易于理解、易于扩展。

消除了一些if else条件语句:Strategy模式提供了用条件语句选择所需的行为以外的另一种选择。当不同的行为堆砌在一个类中时 ,很难避免使用条件语句来选择合适的行为。将行为封装在一个个独立的Strategy类中消除了这些条件语句。含有许多条件语句的代码通常意味着需要使用Strategy模式。

实现的选择 Strategy模式可以提供相同行为的不同实现。客户可以根据不同时间 /空间权衡取舍要求从不同策略中进行选择。

Strategy模式缺点:

客户端必须知道所有的策略类,并自行决定使用哪一个策略类: 本模式有一个潜在的缺点,就是一个客户要选择一个合适的Strategy就必须知道这些Strategy到底有何不同。此时可能不得不向客户暴露具体的实现问题。因此仅当这些不同行为变体与客户相关的行为时 , 才需要使用Strategy模式。

Strategy和Context之间的通信开销:无论各个ConcreteStrategy实现的算法是简单还是复杂, 它们都共享Strategy定义的接口。因此很可能某些 ConcreteStrategy不会都用到所有通过这个接口传递给它们的信息;简单的 ConcreteStrategy可能不使用其中的任何信息!这就意味着有时Context会创建和初始化一些永远不会用到的参数。如果存在这样问题 , 那么将需要在Strategy和Context之间更进行紧密的耦合。

策略模式将造成产生很多策略类:可以通过使用享元模式在一定程度上减少对象的数量。 增加了对象的数目 Strategy增加了一个应用中的对象的数目。有时你可以将 Strategy实现为可供各Context共享的无状态的对象来减少这一开销。任何其余的状态都由 Context维护。Context在每一次对Strategy对象的请求中都将这个状态传递过去。共享的 Strategy不应在各次调用之间维护状态。

参考博文:

/java-my-life/archive//05/10/2491891.html

/hguisu/article/details/7558249

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