设计模式之策略模式

定义：定义一组算法，将每个算法都封装起来，并且使他们之间可以互换。

类型：行为类模式

类图：

       策略模式是对算法的封装，把一系列的算法分别封装到对应的类中，并且这些类实现相同的接口，相互之间可以替换。在前面说过的行为类模式中，有一种模式也是关注对算法的封装——模版方法模式，对照类图可以看到，策略模式与模版方法模式的区别仅仅是多了一个单独的封装类Context，它与模版方法模式的区别在于：在模版方法模式中，调用算法的主体在抽象的父类中，而在策略模式中，调用算法的主体则是封装到了封装类Context中，抽象策略Strategy一般是一个接口，目的只是为了定义规范，里面一般不包含逻辑。其实，这只是通用实现，而在实际编程中，因为各个具体策略实现类之间难免存在一些相同的逻辑，为了避免重复的代码，我们常常使用抽象类来担任Strategy的角色，在里面封装公共的代码，因此，在很多应用的场景中，在策略模式中一般会看到模版方法模式的影子。

 

策略模式的结构

·         封装类：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：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：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。

策略模式代码实现

//抽象策略类

interface IStrategy {

        public void doSomething();

}

 //具体策略类

class ConcreteStrategy1 implements IStrategy {

        public void doSomething() {

               System.out.println("具体策略1");

        }

}

//具体策略类

class ConcreteStrategy2 implements IStrategy {

        public void doSomething() {

               System.out.println("具体策略2");

        }

}

//封装类

class Context {

        private IStrategy strategy;

       

        public Context(IStrategy strategy){

               this.strategy = strategy;

        }

       

        public void execute(){

               strategy.doSomething();

        }

}

 

public class Client {

        public static void main(String[] args){

               Context context;

               System.out.println("-----执行策略1-----");

               context = new Context(new ConcreteStrategy1());

               context.execute();

 

               System.out.println("-----执行策略2-----");

               context = new Context(new ConcreteStrategy2());

               context.execute();

        }

}

 

策略模式的优缺点

       策略模式的主要优点有：

·         策略类之间可以自由切换，由于策略类实现自同一个抽象，所以他们之间可以自由切换。

·         易于扩展，增加一个新的策略对策略模式来说非常容易，基本上可以在不改变原有代码的基础上进行扩展。

·         避免使用多重条件，如果不使用策略模式，对于所有的算法，必须使用条件语句进行连接，通过条件判断来决定使用哪一种算法，使用多重条件判断是非常不容易维护的。

       策略模式的缺点主要有两个：

·         维护各个策略类会给开发带来额外开销，可能大家在这方面都有经验：一般来说，策略类的数量超过5个，就比较令人头疼了。

·         必须对客户端（调用者）暴露所有的策略类，因为使用哪种策略是由客户端来决定的，因此，客户端应该知道有什么策略，并且了解各种策略之间的区别，否则，后果很严重。例如，有一个排序算法的策略模式，提供了快速排序、冒泡排序、选择排序这三种算法，客户端在使用这些算法之前，是不是先要明白这三种算法的适用情况？再比如，客户端要使用一个容器，有链表实现的，也有数组实现的，客户端是不是也要明白链表和数组有什么区别？就这一点来说是有悖于迪米特法则的。

 

适用场景

        做面向对象设计的，对策略模式一定很熟悉，因为它实质上就是面向对象中的继承和多态，在以下两种情况下，可以考虑使用策略模式，

·         几个类的主要逻辑相同，只在部分逻辑的算法和行为上稍有区别的情况。

·         有几种相似的行为，或者说算法，客户端需要动态地决定使用哪一种，那么可以使用策略模式，将这些算法封装起来供客户端调用。

       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。

策略模式应用

一、       编写程序实现军队指挥部给士兵下达作战命令并使之执行任务的功能。

设计如下图所示：

 

 

代码：

public class Solider {

 

       public void Action()

       {

              System.out.println("我对敌人进行地面攻击！");

       }

}

public class Headquaters {

 

       public  Solider solider;

      

       public Headquaters(Solider solider)

       {

              this.solider=solider;

       }

      

       public  void Attach()

       {

              solider.Action();

       }

      

}

public class Application {

 

       /**

        * @param args

        */

       public static void main(String[] args) {

              // TODO 自动生成方法存根

 

              Solider s=new Solider();

              Headquaters h=new Headquaters(s);

              h.Attach();

       }

 

}

运行结果：

我对敌人进行地面攻击！

思考：如果想让士兵驾机对敌攻击怎么办？是否会违反开闭原则？

二、       改进的设计如下图2 task2所示：

 

 

代码：

//抽象策略类

public interface Strategy {

 

       public void Battle();

}

//具体策略类

public class ConcreteStrategy implements Strategy {

 

      

       public void Battle()

       {

              System.out.println("我对敌人发动地面攻击！");

       }

      

}

public class ConcreteStrategy2  implements Strategy{

 

      

       public void Battle()

       {

              System.out.println("我对敌人发动空中攻击！");

       }

}

public class ConcreteStrategy3  implements Strategy{

 

       public void Battle()

       {

              System.out.println("我对敌人发动海上攻击！");

       }

}

//封装类

public class Solider {

 

       public Strategy strategy;

      

       public void Set(Strategy strategy)

       {

              this.strategy=strategy;

       }

      

       public void Action()

       {

              strategy.Battle();

       }

      

}

//调用

public class Application {

 

       /**

        * @param args

        */

       public static void main(String[] args) {

              // TODO 自动生成方法存根

 

              Solider s=new Solider();

              Headquaters h=new Headquaters(s);

             

              Strategy c=new ConcreteStrategy();

              s.Set(c);

              h.Attach();

             

              Strategy c2=new ConcreteStrategy2();

              s.Set(c2);

              h.Attach();

             

              Strategy c3=new ConcreteStrategy3();

              s.Set(c3);

             

              h.Attach();

       }

 

}

执行结果：

我对敌人发动地面攻击！

我对敌人发动空中攻击！

我对敌人发动海上攻击！

 

三、策略模式应用实战。

某高级语言老师上课讲授排序算法，他希望能将所有讲授过的排序算法（如：冒泡、选择、快速、归并等）统一在一个系统之下进行管理。请使用策略模式帮助其设计一个灵活的系统，方便其调用已有的排序算法对一个无序的数组进行排序，并能轻松实现算法的扩展。