阅读 290

Strategy Pattern -- 策略模式

什么是策略模式?

策略模式(Strategy Pattern):定义一系列算法,将每一个算法封装起来,并让它们可以相互替换。策略模式让算法独立于使用它的客户而变化,也称为政策模式(Policy)。

在软件开发过程中,我们常常会遇到这样一种情况:为了实现某一种功能,我们有多种实现方式,算法或者策略。比如对于查找算法来说,要提供多种查找算法,可以将这些算法写到一个类中,在该类中提供多个方法,每一个方法对应一个具体的查找算法;当然也可以将这些查找算法封装在一个统一的方法中,通过if…else…或者case等条件判断语句来进行选择。如果需要增加一种新的查找算法,需要修改封装算法类的源代码;更换查找算法,也需要修改客户端调用代码。在这个算法类中封装了大量查找算法,该类代码将较复杂,维护较为困难。如果我们将这些策略包含在客户端,这种做法更不可取,将导致客户端程序庞大而且难以维护,如果存在大量可供选择的算法时问题将变得更加严重。

组织结构

下面来看一下策略模式的具体组成

  • 环境类(Context):也叫上下文,对策略进行二次封装,目的是避免高层模块对策略的直接调用。
  • 抽象策略类(Strategy):通常情况下为一个接口,当各个实现类中存在着重复的逻辑时,则使用抽象类来封装这部分公共的代码,此时,策略模式看上去更像是模版方法模式。
  • 具体策略类(ConcreteStrategy):具体策略角色通常由一组封装了算法的类来担任,这些类之间可以根据需要自由替换。

For example

首先我们需要定义我们的抽象策略,将接口、公共代码部分封装在这里

public interface Strategy {
	public void operater();
}
复制代码

然后我们根据具体需求,去实现对应策略类

public class strateyA implements Strategy {
	@Override
	public void operater() {
	//  策略 A 的执行方式
	}
}

public class strateyB implements Strategy {
	@Override
	public void operater() {
	//  策略 B 的执行方式
	}
}
复制代码

在通过环境类去进行二次封装,从中可以看到可以通过构建函数来决定使用哪一条策略,也可以通过 setStrategy 方法,去改变所以使用的策略,并且执行的为对应策略中所实现的方法。

public class Context {
	private Strategy strategy;

	public Context(Strategy strategy) {
	    this.strategy = strategy;
	}

	public void setStrategy(Strategy strategy) {
	    this.strategy = strategy;
	}

	public void operater() {
	    this.strategy.operater();
	}
}
复制代码

接下来看一下调用者的具体调用

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Context context;

    // 我想使用第一个策略
	context = new Context(new strateyA());
	context.operater();

	// 条件改变了,我想使用第二个策略
	context.setStrategy(new strateyB());
	context.operater();
    }
}
复制代码

优点与缺点

优点

  • 策略模式提供了对“开闭原则”的完美支持,用户可以在不修改原有系统的基础上选择算法或行为,也可以灵活地增加新的算法或行为。
  • 策略模式提供了管理相关的算法族。
  • 策略模式提供了可以替换继承关系的方式。
  • 使用策略模式可以避免使用多重条件转移语句。

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。
  • 策略模式将造成产生很多策略类,增加了工程类数目(这个问题可以通过享元模式在一定程度上缓解)

适用情况

  • 如果在一个系统里面有许多类,它们之间的区别仅在于它们的行为,那么使用策略模式可以动态地让一个对象在许多行为中选择一种行为。
  • 一个系统需要动态地在几种算法中选择一种。
  • 如果一个对象有很多的行为,如果不用恰当的模式,这些行为就只好使用多重的条件选择语句来实现。
  • 不希望客户端知道复杂的、与算法相关的数据结构,在具体策略类中封装算法和相关的数据结构,提高算法的保密性与安全性。

策略模式与状态模式对比

  • 可以通过环境类状态的个数来决定是使用策略模式还是状态模式。
  • 策略模式的环境类自己选择一个具体策略类,具体策略类无须关心环境类;而状态模式的环境类由于外在因素需要放进一个具体状态中,以便通过其方法实现状态的切换,因此环境类和状态类之间存在一种双向的关联关系。
  • 使用策略模式时,客户端需要知道所选的具体策略是哪一个,而使用状态模式时,客户端无须关心具体状态,环境类的状态会根据用户的操作自动转换。
  • 如果系统中某个类的对象存在多种状态,不同状态下行为有差异,而且这些状态之间可以发生转换时使用状态模式;如果系统中某个类的某一行为存在多种实现方式,而且这些实现方式可以互换时使用策略模式

总结

策略模式主要就是为了分离算法和使用,使系统有很好的拓展性

策略模式是一种简单常用的模式,我们在进行开发的时候,会经常有意无意地使用它,一般来说,策略模式不会单独使用,跟模版方法模式、工厂模式等混合使用的情况比较多。

Article by 夏风_Me