策略模式(Strategy Pattern):
定义一系列的算法,把它们一个个封装起来,并且使他们可相互替换。本模式使得算法的变化可以独立于使用它的客户。(Define a family of algorithms,encapsulate each one and make them interchangeable.Strategy lets the algorithmvary independently from clients that use it.)
策略模式本质是:分离算法,选择实现
通俗来讲:策略模式对应于解决某一个问题的一个算法族,允许用户从该算法族中任选一个算法解决某一问题,同时可以方便的更换算法或者增加新的算法。并且由客户端决定调用哪个算法。
开发中常见的场景:
- JAVASE中GUI编程中,布局管理 ;
- Spring框架中,Resource接口,资源访问;
- javax.servlet.http.HttpServlet#service();
- 如果一个方法有大量if else语句,可通过策略模式来消除掉;
- 一个系统,需要动态地在几个算法中选择一种,可用策略模式实现;
- 系统有很多类,而他们的区别仅仅在于他们的行为不同
策略模式的优点:
- 开闭原则;
- 避免使用多重条件转移语句;
- 提高了算法的保密性和安全性: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。
策略模式体现了面向对象程序设计中非常重要的两个原则:
- 封装变化的概念。
- 编程中使用接口,而不是使用的是具体的实现类(面向接口编程)。
举例:我们就以Java中的TreeSet为例,TreeSet仅仅知道它只是接收一个Comparator这种接口类型,但是具体是哪种实现类,TreeSet并不关心,实现类在真正的传入TreeSet之前,TreeSet本身是不知道的,所以我们可以自己去实现Comparator接口,然后在实现类里面去封装好我们自己的规则(这里的规则你可以当做是算法),比如说我们要实现对一个集合的元素排序,但是到底是要升序排序还是降序排序,这个完全由我们来去控制,我们可以把这种变化的内容封装到自己的实现类中,真正运行的时候才知道具体的实现。比如:
下面用策略模式来实现一个简单的 加减乘除的功能:
第一步:定义抽象策略角色,通常情况下使用接口或者抽象类去实现
/**
* 为策略对象定义一个接口
*/
public interface Strategy {
//实现2个数可以计算
public int calc(int num1,int num2);
}
第二步:定义具体策略角色(在此只定义加 减两种具体的策略)
/**
* 定义加法策略
*/
public class AddStrategy implements Strategy {
@Override
public int calc(int num1, int num2) { //实现接口中的方法,完成两个数的和
return num1+num2;
}
}
/**
* 定义减法策略
*/
public class SubStrategy implements Strategy {
@Override
public int calc(int num1, int num2) { //实现接口中的方法,完成两个数的差
return num1-num2;
}
}
第三步:定义环境角色,负责和具体的策略类交互,内部持有一个策略类的引用,给客户端调用。
/**
* 环境角色:负责和具体的策略类交互
*/
public class Environment {
//持有对策略类的引用
private Strategy strategy;
//有参的构造方法,通过构造器来注入
public Environment(Strategy strategy) {
this.strategy = strategy;
}
public int calulate(int a,int b){
return strategy.calc(a,b);
}
}
第四步:测试
/**
* 测试类
*/
public class TestStrategy {
public static void main(String[] args) {
Environment e = new Environment(new AddStrategy());//传入具体的策略类
int result = e.calulate(5, 7);
System.out.println("a+b="+result);
Environment r = new Environment(new SubStrategy());
System.out.println("a-b="+r.calulate(9,3));
}
}
控制台打印效果如图:
再比如:去买衣服
- 新客户小批量:原价,不打折
- 新客户大批量:打九折
- 老客户小批量:打八五折
- 老客户大批量:打8折
可用if else来实现,弊端也很明显,如代码注释中解释,代码参考如下:
/**
* 实现起来比较容易,符合一般开发人员的思路
* 假如,类型特别多,算法比较复杂时,整个条件语句的代码就变得很长,难于维护。
* 如果有新增类型,就需要频繁的修改此处的代码!
* 不符合开闭原则!
*/
public class TestStrategy {
public double getPrice(String type, double price) {
if (type.equals("普通客户小批量")) {
System.out.println("不打折,原价");
return price;
} else if (type.equals("普通客户大批量")) {
System.out.println("打九折");
return price * 0.9;
} else if (type.equals("老客户小批量")) {
System.out.println("打八五折");
return price * 0.85;
} else if (type.equals("老客户大批量")) {
System.out.println("打八折");
return price * 0.8;
}
return price;
}
}
下面用策略模式来实现去买衣服打折的问题:
第一步:定义抽象策略角色,通常情况下使用接口或者抽象类去实现
public interface Strategy {
public double getPrice(double standardPrice);
}
第二步:定义具体策略角色
/**
* 新客户小批量
*/
public class NewCustomerFewStrategy implements Strategy {
@Override
public double getPrice(double standardPrice) {
System.out.println("不打折,原价");
return standardPrice;
}
}
/**
* 新客户大批量
*/
public class NewCustomerManyStrategy implements Strategy {
@Override
public double getPrice(double standardPrice) {
System.out.println("打九折");
return standardPrice*0.9;
}
}
/**
* 老客户小批量
*/
public class OldCustomerFewStrategy implements Strategy {
@Override
public double getPrice(double standardPrice) {
System.out.println("打八五折");
return standardPrice*0.85;
}
}
/**
* 老客户大批量
*/
public class OldCustomerManyStrategy implements Strategy {
@Override
public double getPrice(double standardPrice) {
System.out.println("打八折");
return standardPrice*0.8;
}
}
第三步:定义环境角色,负责和具体的策略类交互,内部持有一个策略类的引用,给客户端调用。
/**
* 负责和具体的策略类交互
* 这样的话,具体的算法和直接的客户端调用分离了,使得算法可以独立于客户端独立的变化。
* 如果使用spring的依赖注入功能,还可以通过配置文件,动态的注入不同策略对象,动态的切换不同的算法.
*/
public class Context {
private Strategy strategy; //当前采用的算法对象
//可以通过构造器来注入
public Context(Strategy strategy) {
super();
this.strategy = strategy;
}
//可以通过set方法来注入
public void setStrategy(Strategy strategy) {
this.strategy = strategy;
}
public void pringPrice(double s){
System.out.println("您该报价:"+strategy.getPrice(s));
}
}
第四步:测试
/**
* 测试类
*/
public class Client {
public static void main(String[] args) {
Strategy s1 = new OldCustomerManyStrategy();
Context ctx = new Context(s1);
ctx.pringPrice(500);
}
}
运行此类,控制台打印效果如图:
至此,策略模式的解释 和2个详细的案例介绍已完毕~
如果想了解更多设计模式,可点击:设计模式概述 以及 23种设计模式的介绍