一、什么是策略模式
策略这个词应该怎么理解,打个比方说,我们出门的时候会选择不同的出行方式,比如骑自行车、坐公交、坐火车、坐飞机、坐火箭等等,这些出行方式,每一种都是一个策略。
再比如我们去逛商场,商场现在正在搞活动,有打折的、有满减的、有返利的等等,其实不管商场如何进行促销,说到底都是一些算法,这些算法本身只是一种策略,并且这些算法是随时都可能互相替换的,比如针对同一件商品,今天打八折、明天满100减30,这些策略间是可以互换的。
策略模式(Strategy),定义了一组算法,将每个算法都封装起来,并且使它们之间可以互换。这种类型的设计模式属于行为型模式。UML结构图如下:
其中,Context是上下文,用一个ConcreteStrategy来配置,维护一个对Strategy对象的引用;Strategy是策略类,用于定义所有支持算法的公共接口;ConcreteStrategy是具体策略类,封装了具体的算法或行为,继承于Strategy。
1. Context上下文
Context上下文角色,也叫Context封装角色,起承上启下的作用,屏蔽高层模块对策略、算法的直接访问,封装可能存在的变化。
public class Context {
Strategy strategy;
public Context(Strategy strategy) {
this.strategy = strategy;
}
//上下文接口
public void contextInterface() {
strategy.algorithmInterface();
}
}
2. 策略角色
抽象策略角色,是对策略、算法家族的抽象,通常为接口,定义每个策略或算法必须具有的方法和属性。algorithm是“运算法则”的意思。
public abstract class Strategy {
//算法方法
public abstract void algorithmInterface();
}
3. 具体策略角色
用于实现抽象策略中的操作,即实现具体的算法,下方用print代替。测试类共3个ConcreteStrategy,其它两个类与ConcreteStrategyA同理,就不再赘述了。
public class ConcreteStrategyA extends Strategy {
@Override
public void algorithmInterface() {
System.out.println("算法A实现");
}
}
4. Client客户端
下面依次更换策略,测试一下策略模式。
public class Client {
public static void main(String[] args) {
Context context;
context = new Context(new ConcreteStrategyA());
context.contextInterface();
context = new Context(new ConcreteStrategyB());
context.contextInterface();
context = new Context(new ConcreteStrategyC());
context.contextInterface();
}
}
运行结果如下:
二、策略模式的应用
1. 何时使用
- 一个系统有许多类,而区分它们的只是他们直接的行为时
2. 方法
- 将这些算法封装成一个一个的类,任意的替换
优点
- 算法可以自由切换
- 避免使用多重条件判断(如果不用策略模式我们可能会使用多重条件语句,不利于维护)
- 扩展性良好,增加一个策略只需实现接口即可
4. 缺点
- 策略类数量会增多,每个策略都是一个类,复用的可能性很小
- 所有的策略类都需要对外暴露
5. 使用场景
- 多个类只有算法或行为上稍有不同的场景
- 算法需要自由切换的场景
- 需要屏蔽算法规则的场景
6. 应用实例
- 出行方式,自行车、汽车等,每一种出行方式都是一个策略
- 商场促销方式,打折、满减等
- Java AWT中的LayoutManager,即布局管理器
7. 注意事项
- 如果一个系统的策略多于四个,就需要考虑使用混合模式来解决策略类膨胀的问题
三、策略模式的实现
下面就以商场促销为例使用策略模式实现商场促销算法。UML图如下:
1. 上下文类
首先声明一个CashSuper对象,通过构造方法,传入具体的收费策略,getResult()方法的功能为根据收费策略的不同获得计算结果。
public class CashContext {
private CashSuper cashSuper;
public CashContext(CashSuper cashSuper) {
this.cashSuper = cashSuper;
}
public double getResult(double money) {
return cashSuper.acceptCash(money);
}
}
2. 现金收费抽象类
策略类,为抽象类,抽象出收费的方法供子类实现。
public abstract class CashSuper {
public abstract double acceptCash(double money);
}
3. 正常收费子类
没有任何活动的情况,正常收费,返回原价。
public class CashNormal extends CashSuper {
@Override
public double acceptCash(double money) {
return money;
}
}
4. 打折收费子类
打折活动,根据折扣返回打折后的价格。
public class CashRebate extends CashSuper {
private double moneyRebate = 1; //折扣
public CashRebate(double moneyRebate) {
this.moneyRebate = moneyRebate;
}
@Override
public double acceptCash(double money) {
return money * moneyRebate;
}
}
5. 返利收费子类
返利活动,输入返利条件和返利值,比如满300返100,moneyCoditation为300,moneyReturn为100。
result = money - Math.floor(money / moneyConditation) * moneyReturn;
public class CashReturn extends CashSuper {
private double moneyConditation = 0.0; //返利条件
private double moneyReturn = 0.0d; //返利值
public CashReturn(double moneyConditation, double moneyReturn) {
this.moneyConditation = moneyConditation;
this.moneyReturn = moneyReturn;
}
@Override
public double acceptCash(double money) {
double result = money;
if (money >= moneyConditation) {
result = money - Math.floor(money / moneyConditation) * moneyReturn;
}
return result;
}
}
6. Client客户端
下面写一个简单的程序测试一下上方编写的代码。
public class CashReturn extends CashSuper {
private double moneyConditation = 0.0; //返利条件
private double moneyReturn = 0.0d; //返利值
public CashReturn(double moneyConditation, double moneyReturn) {
this.moneyConditation = moneyConditation;
this.moneyReturn = moneyReturn;
}
@Override
public double acceptCash(double money) {
double result = money;
if (money >= moneyConditation) {
result = money - Math.floor(money / moneyConditation) * moneyReturn;
}
return result;
}
}
正常收费结果如下:
返利收费结果如下:
打折收费结果如下: