策略模式理解剖析以及应用

策略模式

该模式定义了一系列算法，并将每个算法封装起来，使它们可以相互替换，且算法的变化不会影响使用算法的客户。策略模式属于对象行为模式，它通过对算法进行封装，把使用算法的责任和算法的实现分割开来，并委派给不同的对象对这些算法进行管理。
在策略模式中，一个类的行为或其算法可以在运行时更改
在策略模式中，我们创建表示各种策略的对象和一个行为随着策略对象改变而改变的 context 对象。策略对象改变 context 对象的执行算法。

意图

定义一系列的算法,把它们一个个封装起来, 并且使它们可相互替换。

解决问题

在有多种算法相似的情况下，使用 if…else 所带来的复杂和难以维护。

何时使用？

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。

应用环境举例

诸葛亮的锦囊妙计，每一个锦囊就是一个策略。
旅行的出游方式，选择骑自行车、坐汽车，每一种旅行方式都是一个策略。
JAVA AWT 中的 LayoutManager。

优点

算法可以自由切换。
扩展性良好。
多重条件语句不易维护，而使用策略模式可以避免使用多重条件语句，如 if…else 语句、switch…case 语句。
策略模式提供了一系列的可供重用的算法族，恰当使用继承可以把算法族的公共代码转移到父类里面，从而避免重复的代码。
策略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或空间要求选择不同的。
策略模式提供了对开闭原则的完美支持，可以在不修改原代码的情况下，灵活增加新算法。
策略模式把算法的使用放到环境类中，而算法的实现移到具体策略类中，实现了二者的分离。

缺点

策略类会增多。
所有策略类都需要对外暴露。
客户端必须理解所有策略算法的区别，以便适时选择恰当的算法类。
策略模式造成很多的策略类，增加维护难度。

注意

如果一个系统的策略多于四个，就需要考虑使用混合模式，解决策略类膨胀的问题。

类图

抽象策略（Strategy）类：定义了一个公共接口，各种不同的算法以不同的方式实现这个接口，环境角色使用这个接口调用不同的算法，一般使用接口或抽象类实现。
具体策略（Concrete Strategy）类：实现了抽象策略定义的接口，提供具体的算法实现。
环境（Context）类：持有一个策略类的引用，最终给客户端调用。

实现

抽象策略类

1
2
3

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

具体策略类A

class ConcreteStrategyA implements Strategy {
    public void strategyMethod() {
        System.out.println("具体策略A的策略方法被访问！");
    }
}

具体策略类B

class ConcreteStrategyB implements Strategy {
    public void strategyMethod() {
        System.out.println("具体策略B的策略方法被访问！");
    }
}

环境类

class Context {
    private Strategy strategy;

    public Strategy getStrategy() {
        return strategy;
    }

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

    public void strategyMethod() {
        strategy.strategyMethod();
    }
}

测试

public class StrategyPattern {
    public static void main(String[] args) {
        Context c = new Context();
        Strategy s = new ConcreteStrategyA();
        c.setStrategy(s);
        c.strategyMethod();
        System.out.println("-----------------");
        s = new ConcreteStrategyB();
        c.setStrategy(s);
        c.strategyMethod();
    }
}

结果

1
2
3

具体策略A的策略方法被访问！
-----------------
具体策略B的策略方法被访问！

实例

创建一个定义活动的 Strategy 接口和实现了 Strategy 接口的实体策略类。
Context 是一个使用了某种策略的类。
StrategyPatternDemo使用 Context 和策略对象来演示 Context 在它所配置或使用的策略改变时的行为变化。

创建一个接口。
Strategy.java

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2
3

public interface Strategy {
   public int doOperation(int num1, int num2);
}

创建实现接口的实体类。
OperationAdd.java

public class OperationAdd implements Strategy{
   @Override
   public int doOperation(int num1, int num2) {
      return num1 + num2;
   }
}

OperationSubtract.java

public class OperationSubtract implements Strategy{
   @Override
   public int doOperation(int num1, int num2) {
      return num1 - num2;
   }
}

OperationMultiply.java

public class OperationMultiply implements Strategy{
   @Override
   public int doOperation(int num1, int num2) {
      return num1 * num2;
   }
}

创建 Context 类。
Context.java

public class Context {
   private Strategy strategy;
 
   public Context(Strategy strategy){
      this.strategy = strategy;
   }
 
   public int executeStrategy(int num1, int num2){
      return strategy.doOperation(num1, num2);
   }
}

使用 Context 来查看当它改变策略 Strategy 时的行为变化。
StrategyPatternDemo.java

public class StrategyPatternDemo {
   public static void main(String[] args) {
      Context context = new Context(new OperationAdd());    
      System.out.println("10 + 5 = " + context.executeStrategy(10, 5));
 
      context = new Context(new OperationSubtract());      
      System.out.println("10 - 5 = " + context.executeStrategy(10, 5));
 
      context = new Context(new OperationMultiply());    
      System.out.println("10 * 5 = " + context.executeStrategy(10, 5));
   }
}

结果

1
2
3

10 + 5 = 15
10 - 5 = 5
10 * 5 = 50

洛玖随笔

【设计模式】Strategy Pattern 策略模式

策略模式

意图

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何时使用？

应用环境举例

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