一起學設計模式 - 策略模式

sushi 發布于2019-08-16 10:57 / 474人閱讀

摘要：策略模式使得算法可以在不影響到客戶端的情況下發生變化。下面就以一個示意性的實現講解策略模式實例的結構。抽象策略角色這是一個抽象角色，通常由一個接口或抽象類實現。優點策略模式提供了管理相關的算法族的辦法。

策略模式（Strategy Pattern）屬于對象行為型模式的一種，其用意是針對一組算法，將每一個算法封裝到具有共同接口的獨立的類中，從而使得它們可以相互替換。策略模式使得算法可以在不影響到客戶端的情況下發生變化。

概述

策略模式： 是對算法的包裝，是把使用算法的責任和算法本身分割開來，委派給不同的對象管理。策略模式通常把一個系列的算法包裝到一系列的策略類里面，作為一個抽象策略類的子類。用一句話來說，就是：“準備一組算法，并將每一個算法封裝起來，使得它們可以互換”。下面就以一個示意性的實現講解策略模式實例的結構。

UML結構圖

模式結構

環境(Context)角色： 持有一個Strategy的引用。

抽象策略(Strategy)角色： 這是一個抽象角色，通常由一個接口或抽象類實現。此角色給出所有的具體策略類所需的接口。

具體策略(ConcreteStrategy)角色： 包裝了相關的算法或行為。

案例

采用上文的UML圖以及分析出的模式結構，寫一個簡單的購物折扣功能

假設現在要上線一個販賣各類書籍的電子商務網站的折扣功能。一個最簡單的情況就是把所有貨品的單價乘上數量，但是實際情況肯定比這要復雜。比如，本網站可能對所有的高級會員提供每本20%的促銷折扣；對中級會員提供每本10%的促銷折扣；對初級會員沒有折扣。

根據描述，折扣是根據以下的幾個算法中的一個進行的：

算法一：對初級會員沒有折扣。

算法二：對中級會員提供10%的促銷折扣。

算法三：對高級會員提供20%的促銷折扣。

結構圖如下：

1.定義抽象折扣類

/**
 * 會員優惠策略
 */
interface MemberStrategy {
    /**
     * 計算圖書的價格
     *
     * @param booksPrice 圖書的原價
     * @return 計算出打折后的價格
     */
    double calcPrice(double booksPrice);
}

2.創建三個 具體策略類 ，代表三種不同計算規則

class PrimaryMemberStrategy implements MemberStrategy {

    @Override
    public double calcPrice(double booksPrice) {
        System.out.println("對于初級會員的沒有折扣");
        return booksPrice;
    }

}

class IntermediateMemberStrategy implements MemberStrategy {

    @Override
    public double calcPrice(double booksPrice) {
        System.out.println("對于中級會員的折扣為10%");
        return booksPrice * 0.9;
    }

}

class AdvancedMemberStrategy implements MemberStrategy {

    @Override
    public double calcPrice(double booksPrice) {
        System.out.println("對于高級會員的折扣為20%");
        return booksPrice * 0.8;
    }
}

3.創建 環境(Context)角色 價格類，持有抽象決策的引用

class Price {

    /**
     * 持有一個具體的策略對象
     */
    private MemberStrategy strategy;

    /**
     * 構造函數，傳入一個具體的策略對象
     *
     * @param strategy 具體的策略對象
     */
    public Price(MemberStrategy strategy) {
        this.strategy = strategy;
    }

    /**
     * 計算圖書的價格
     *
     * @param booksPrice 圖書的原價
     * @return 計算出打折后的價格
     */
    public double quote(double booksPrice) {
        return this.strategy.calcPrice(booksPrice);
    }
}

4.創建客戶端，用于測試

public class Client {

    public static void main(String[] args) {

        Price price;
        //創建環境
        price = new Price(new PrimaryMemberStrategy());
        //計算價格
        System.out.println("圖書的最終價格為：" + price.quote(300));

        //創建環境
        price = new Price(new AdvancedMemberStrategy());
        //計算價格
        System.out.println("圖書的最終價格為：" + price.quote(300));

    }
}

6.運行結果

對于初級會員的沒有折扣
圖書的最終價格為：300.0
對于高級會員的折扣為20%
圖書的最終價格為：240.0

從上面的示例可以看出，策略模式僅僅封裝算法，提供新的算法插入到已有系統中，以及老算法從系統中“退休”的方法，策略模式并不決定在何時使用何種算法。在什么情況下使用什么算法是由客戶端決定的。

總結

重心

策略模式的重心不是如何實現算法，而是如何組織、調用這些算法，從而讓程序結構更靈活，具有更好的維護性和擴展性。

算法平等性

策略模式一個很大的特點就是各個策略算法的平等性。對于一系列具體的策略算法，大家的地位是完全一樣的，正因為這個平等性，才能實現算法之間可以相互替換。所有的策略算法在實現上也是相互獨立的，相互之間是沒有依賴的。

所以可以這樣描述這一系列策略算法：策略算法是相同行為的不同實現。

策略的唯一性

運行期間，策略模式在每一個時刻只能使用一個具體的策略實現對象，雖然可以動態地在不同的策略實現中切換，但是同時只能使用一個。

公有的行為

經常見到的是，所有的具體策略類都有一些公有的行為。這時候，就應當把這些公有的行為放到共同的抽象策略角色Strategy類里面。當然這時候抽象策略角色必須要用Java抽象類實現，而不能使用接口。

這其實也是典型的將代碼向繼承等級結構的上方集中的標準做法。

優點

策略模式提供了管理相關的算法族的辦法。策略類的等級結構定義了一個算法或行為族。恰當使用繼承可以把公共的代碼移到父類里面，從而避免代碼重復。

使用策略模式可以避免使用多重條件(if-else)語句。多重條件語句不易維護，它把采取哪一種算法或采取哪一種行為的邏輯與算法或行為的邏輯混合在一起，統統列在一個多重條件語句里面，比使用繼承的辦法還要原始和落后。

缺點

客戶端必須知道所有的策略類，并自行決定使用哪一個策略類。這就意味著客戶端必須理解這些算法的區別，以便適時選擇恰當的算法類。換言之，策略模式只適用于客戶端知道算法或行為的情況。

由于策略模式把每個具體的策略實現都多帶帶封裝成為類，如果備選的策略很多的話，那么對象的數目就會很可觀。

說點什么

參考文獻：http://www.cnblogs.com/java-my-life/archive/2012/05/10/2491891.html

全文代碼：https://gitee.com/battcn/design-pattern/tree/master/Chapter18/battcn-strategy

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