设计模式 - 策略模式

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概念

策略模式(Strategy Pattern):定义一系列算法类,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)。策略模式是一种对象行为型模式。

角色

  • Context(环境类):环境类是使用算法的角色,它在解决某个问题(即实现某个方法)时可以采用多种策略。在环境类中维持一个对抽象策略类的引用实例,用于定义所采用的策略。
  • Strategy(抽象策略类):它为所支持的算法声明了抽象方法,是所有策略类的父类。它可以是抽象类或具体类,也可以是接口。环境类通过抽象策略类中声明的方法在运行时调用具体策略类中实现的算法。
  • ConcreteStrategy(具体策略类):它实现了在抽象策略类中声明的算法。在运行时,具体策略类将覆盖在环境类中定义的抽象策略类对象,使用一种具体的算法实现某个业务处理。

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样例代码

abstract class AbstractStrategy {
    public abstract void algorithm(); // 生命抽象方法
}

class ConcreteStrategyA extends AbstractStrategy {
    // 算法的具体实现
    public void algorithm() {

    }
}

class Context {
    private AbstractStrategy strategy;

    public void setStrategy(AbstractStrategy strategy) {
        this.strategy = strategy;
    }
    // 调用策略类中的算法
    public void algorithm() {
        strategy.algorithm();
    }
}

总结

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的办法。策略类的等级结构定义了一个算法或行为族,恰当使用继承可以把公共的代码移到抽象策略类中,从而避免重复代码。
  • 策略模式提供了一种可以替换继承关系的办法。如果不使用策略模式,那么使用算法的环境类就可能会有一些子类,每一个子类提供一种不同的算法。但是,这样一来算法的使用就和算法本身混在一起,不符合单一职责原则。决定使用哪一种算法的逻辑和该算法本身混合在一起,从而不可能再独立演化;而且使用继承无法实现算法或行为在程序运行时的动态切换。
  • 使用策略模式可以避免多重条件选择语句。多重条件选择语句不易维护,它把采取哪一种算法或行为的逻辑与算法或行为本身的实现逻辑混合在一起,将它们全部硬编码(Hard Coding)在一个庞大的多重条件选择语句中,比直接继承环境类的办法还要原始和落后。
  • 策略模式提供了一种算法的复用机制。由于将算法单独提取出来封装在策略类中,因此不同的环境类可以方便地复用这些策略类。

缺点

  • 一个系统需要动态地在几种算法中选择一种。可以将这些算法封装到一个个的具体算法类中,而这些具体算法类都是一个抽象算法类的子类。换言之,这些具体算法类均具有统一的接口。根据里氏代换原则和面向对象的多态性,客户端可以选择使用任何一个具体算法类,并只需要维持一个数据类型是抽象算法类的对象。
  • 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条件选择语句来实现。此时,使用策略模式,把这些行为转移到相应的具体策略类里面,就可以避免使用难以维护的多重条件选择语句。
  • 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与相关的数据结构,可以提高算法的保密性与安全性。

参考资料

[1] 刘伟. 设计模式的艺术[M]. 清华大学出版社, 2020.