学习设计模式——策略模式

概述

策略模式：（Strategy Design Pattern）定义了一组算法，将每个算法都封装起来，并且使它们之间可以互换。

策略模式可以使算法的变化独立于使用它们的客户端（这里的客户端代指使用算法的代码）。

打个比方说，我们出门的时候会选择不同的出行方式，比如骑自行车、坐公交、坐火车、坐飞机、坐火箭等等，这些出行方式，每一种都是一个策略。

何时使用：

• 一个系统有许多许多类，而区分它们的只是他们直接的行为。

UML 类图：

角色组成：

1. Context上下文: 也叫Context封装角色，起承上启下的作用，屏蔽高层模块对策略、算法的直接访问，封装可能存在的变化。
2. 抽象策略角色：抽象策略角色，是对策略、算法家族的抽象，通常为接口，定义每个策略或算法必须具有的方法和属性。
3. 具体策略角色: 用于实现抽象策略中的操作，即实现具体的算法。

通用代码

Context上下文：

public class Context {

    private Strategy strategy;

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

    // 上下文接口
    public void contextInterface() {
        strategy.algorithmInterface();
    }

}

抽象策略角色：

public interface Strategy {

    // 算法方法
    void algorithmInterface();

}

具体策略角色

public class ConcreteStrategyA implements Strategy {
    @Override
    public void algorithmInterface() {
        System.out.println("算法A实现");
    }
}


public class ConcreteStrategyB implements Strategy {
    @Override
    public void algorithmInterface() {
        System.out.println("算法B实现");
    }
}


public class ConcreteStrategyC implements Strategy {
    @Override
    public void algorithmInterface() {
        System.out.println("算法C实现");
    }
}

使用：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {

        Context context;

        context = new Context(new ConcreteStrategyA());
        context.contextInterface();

        context = new Context(new ConcreteStrategyB());
        context.contextInterface();

        context = new Context(new ConcreteStrategyC());
        context.contextInterface();

    }
}

结果：

算法A实现
算法B实现
算法C实现

如何利用策略模式避免分支判断

看这样一个案例：给不同的订单不同的折扣策略。不使用策略模式时，我们是这样写代码的。

public class OrderService {
    public double discount(Order order) {
        double discount = 0.0;
        OrderType type = order.getType();
        if (type.equals(OrderType.NORMAL)) {    // 普通订单
            // 省略折扣计算算法代码
        } else if (type.equals(OrderType.GROUPON)) {    // 团购订单
            // 省略折扣计算算法代码
        } else if (type.equals(OrderType.PROMOTION)) {  // 促销订单
            // 省略折扣计算算法代码
        }
        return discount;
    }
}


public enum OrderType {

    NORMAL,     // 普通订单

    GROUPON,    // 团购订单

    PROMOTION   // 促销订单

}


public class Order {
    OrderType type;

    public Order(OrderType type) {
        this.type = type;
    }

    public OrderType getType() {
        return type;
    }

    public void setType(OrderType type) {
        this.type = type;
    }
}

如何来移除掉分支判断逻辑呢？那策略模式就派上用场了。我们使用策略模式对上面的代码重构，将不同类型订单的打折策略设计成策略类，并由工厂类来负责创建策略对象。具体的代码如下所示：

public interface DiscountStrategy {

    double calDiscount(Order order);

}


public class NormalDiscountStrategy implements DiscountStrategy {
    @Override
    public double calDiscount(Order order) {
        System.out.println("经过计算，该订单不打折!");
        return 1;
    }
}


public class GrouponDiscountStrategy implements DiscountStrategy {
    @Override
    public double calDiscount(Order order) {
        System.out.println("经过计算，该订单打八折!");
        return 0.8;
    }
}


public class PromotionDiscountStrategy implements DiscountStrategy {
    @Override
    public double calDiscount(Order order) {
        System.out.println("经过计算，该订单打七折!");
        return 0.7;
    }
}

public class DiscountStrategyFactory {
    private static final Map<OrderType, DiscountStrategy> strategies = new HashMap<>();

    static {
        strategies.put(OrderType.NORMAL, new NormalDiscountStrategy());
        strategies.put(OrderType.GROUPON, new GrouponDiscountStrategy());
        strategies.put(OrderType.PROMOTION, new PromotionDiscountStrategy());
    }

    public static DiscountStrategy getDiscountStrategy(OrderType type) {
        return strategies.get(type);
    }
}

public class OrderService {
    public double discount(Order order) {
        OrderType type = order.getType();
        DiscountStrategy discountStrategy = DiscountStrategyFactory.getDiscountStrategy(type);
        return discountStrategy.calDiscount(order);
    }
}

测试：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        OrderService orderService = new OrderService();
        orderService.discount(new Order(OrderType.NORMAL));
        orderService.discount(new Order(OrderType.GROUPON));
        orderService.discount(new Order(OrderType.PROMOTION));
    }
}

测试结果：

经过计算，该订单不打折!
经过计算，该订单打八折!
经过计算，该订单打七折!

测试用例的两种写法结果都是一样的

总结

策略模式定义一族算法类，将每个算法分别封装起来，让它们可以互相替换。策略模式可以使算法的变化独立于使用它们的客户端（这里的客户端代指使用算法的代码）。

策略模式用来解耦策略的定义、创建、使用。实际上，一个完整的策略模式就是由这三个部分组成的。

• 策略类的定义比较简单，包含一个策略接口和一组实现这个接口的策略类。
• 策略的创建由工厂类来完成，封装策略创建的细节。
• 策略模式包含一组策略可选，客户端代码如何选择使用哪个策略，有两种确定方法：编译时静态确定和运行时动态确定。其中，“运行时动态确定”才是策略模式最典型的应用场景。