Java设计模式——策略模式
来源:互联网 发布:dm1016破解网络锁 编辑:程序博客网 时间:2024/05/24 03:47
前言
今天学习java集合的时候用到了Comparator接口,查资料说用Comparator是策略模式,所以只能先学习一下策略模式,参考书籍《设计模式》(ps:《head first系列》没在实验室)
意图
定义一系列的算法,把它们一个个封装起来,并且使它们可以相互替换。本模式可以使算法独立于使用它的客户而变化
适用性
当存在以下情况时使用Strategy模式:
- 许多相关的类仅仅是行为有异。”策略“提供了一种用多个行为中的一个行为来配置一个类的方法
- 需要使用一个算法的不同变体。例如,你可能会定义一些反映不同的空间/时间权衡的算法
- 算法使用客户不应该知道的数据。可使用策略模式以避免暴露复杂的、与算法相关的数据结构
- 一个类定义了多种行为,并且这些行为在这个类的操作中以多个条件语句的形式出现。将相关的条件分支移入它们各自的Strategy类中以代替这些条件语句
结构
参与者
这个模式设计到三个角色:
- Strategy(抽象策略):定义所有支持的算法的公共接口。Context使用这个接口来调用某ConcreteStrategy定义的算法
- ConcreteStrategy(具体策略):以Strategy接口实现某具体算法
- Context(上下文):持有一个Strategy引用
示例代码
Strategy
package strategy;public interface Strategy { /** * 策略方法 */ public void algorithmInterface();}
ConcreteStrategy
package strategy;public class ConcreteStrategyA implements Strategy{ /** * 重写接口算法 * @Override */ public void algorithmInterface() { System.out.println("A"); }}
package strategy;public class ConcreteStrategyB implements Strategy{ /** * 重写接口算法 * @Override */ public void algorithmInterface() { System.out.println("B"); }}
package strategy;public class ConcreteStrategyC implements Strategy{ /** * 重写接口算法 * @Override */ public void algorithmInterface() { System.out.println("C"); }}
Context
package strategy;public class Context { /** * 具体策略对象作为成员属性 */ private Strategy instance; /** * 构造函数,传入一个具体策略对象 * * @param instance */ public Context(Strategy instance) { this.instance = instance; } /** * 策略方法(多态) */ public void contextInterface() { this.instance.algorithmInterface(); } /** * 测试用例 */ public static void main(String args[]) { Context c = new Context(new ConcreteStrategyA()); c.contextInterface(); }}
Java源码分析(策略模式体现)
声明:这里参考了Java源码分析-策略模式在Java集合框架实现代码中的体现
在java的集合框架中,构造Map或者Set时传入Comparator比较器,或者创建比较器传入Collections类的静态方法中作为方法的参数为Collection排序时,都使用了策略模式
简单的调用代码:
import java.util.*;public class TestComparator { public static void main(String args[]) { LinkedList<String> list = new LinkedList<String>(); list.add("wangzhengyi"); list.add("bululu"); // 创建一个逆序比较器 Comparator<String> r = Collections.reverseOrder(); // 通过逆序比较器进行排序 Collections.sort(list, r); System.out.println(list); }}
使用Collections.reverseOrder()方法实现一个比较器后,再调用Collections.sort(list, r)把比较器传入该方法中进行排序,下面看一下sort(list, r)中的代码:
public static <T> void sort(List<T> list, Comparator<? super T> c) { Object[] a = list.toArray(); Arrays.sort(a, (Comparator)c); ListIterator i = list.listIterator(); for (int j=0; j<a.length; j++) { i.next(); i.set(a[j]); } }
Array.sort(a, (Comparator)c);这句继续把比较器传入处理,下面是Array.sort(a, (Comparator)c)的具体操作:
public static <T> void sort(T[] a, Comparator<? super T> c) { if (LegacyMergeSort.userRequested) legacyMergeSort(a, c); else TimSort.sort(a, c); }
static <T> void sort(T[] a, Comparator<? super T> c) { sort(a, 0, a.length, c); }
/** To be removed in a future release. */ private static <T> void legacyMergeSort(T[] a, Comparator<? super T> c) { T[] aux = a.clone(); if (c==null) mergeSort(aux, a, 0, a.length, 0); else mergeSort(aux, a, 0, a.length, 0, c); }
继续跟下去好了:
private static void mergeSort(Object[] src, Object[] dest, int low, int high, int off, Comparator c) { int length = high - low; // Insertion sort on smallest arrays if (length < INSERTIONSORT_THRESHOLD) { for (int i=low; i<high; i++) for (int j=i; j>low && c.compare(dest[j-1], dest[j])>0; j--) swap(dest, j, j-1); return; } // Recursively sort halves of dest into src int destLow = low; int destHigh = high; low += off; high += off; int mid = (low + high) >>> 1; mergeSort(dest, src, low, mid, -off, c); mergeSort(dest, src, mid, high, -off, c); // If list is already sorted, just copy from src to dest. This is an // optimization that results in faster sorts for nearly ordered lists. if (c.compare(src[mid-1], src[mid]) <= 0) { System.arraycopy(src, low, dest, destLow, length); return; } // Merge sorted halves (now in src) into dest for(int i = destLow, p = low, q = mid; i < destHigh; i++) { if (q >= high || p < mid && c.compare(src[p], src[q]) <= 0) dest[i] = src[p++]; else dest[i] = src[q++]; } }
把使用到比较器的代码挑选出来:
// If list is already sorted, just copy from src to dest. This is an // optimization that results in faster sorts for nearly ordered lists. if (c.compare(src[mid-1], src[mid]) <= 0) { System.arraycopy(src, low, dest, destLow, length); return; }
这里的compare方法在Comparator接口中也有定义:
public interface Comparator<T> { int compare(T o1, T o2);}
由于这里是泛型实现了Comparator,所以实际执行时,会根据比较器的具体实现类调用到实现代码,也就是上面创建的逆序比较器的compare方法,其实现方法如下:
public int compare(Comparable<Object> c1, Comparable<Object> c2) { return c2.compareTo(c1);}
角色分析
抽象策略类:Comparator接口
具体策略类:ReverseComparator
上下文:Collections.sort(list, r)
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