问题引入
现实生活中我们到商场买东西的时候,卖场往往根据不同的客户制定不同的报价策略,比如针对新客户不打折扣,针对老客户打9折,针对VIP客户打8折...,现在我们要做一个报价管理的模块,简要点就是要针对不同的客户,提供不同的折扣报价。
package strategy.examp02;
import java.math.BigDecimal;
public class QuoteManager {
public BigDecimal quote(BigDecimal originalPrice,String customType){
if ("新客户".equals(customType)) {
System.out.println("抱歉!新客户没有折扣!");
return originalPrice;
}else if ("老客户".equals(customType)) {
System.out.println("恭喜你!老客户打9折!");
originalPrice = originalPrice.multiply(new BigDecimal(0.9)).setScale(2,BigDecimal.ROUND_HALF_UP);
return originalPrice;
}else if("VIP客户".equals(customType)){
System.out.println("恭喜你!VIP客户打8折!");
originalPrice = originalPrice.multiply(new BigDecimal(0.8)).setScale(2,BigDecimal.ROUND_HALF_UP);
return originalPrice;
}
//其他人员都是原价
return originalPrice;
}
}
经过测试,上面的代码工作的很好,可是上面的代码是有问题的。上面存在的问题:把不同客户的报价的算法都放在了同一个方法里面,使得该方法很是庞大(现在是只是一个演示,所以看起来还不是很臃肿)
下面看一下上面的改进,我们把不同客户的报价的算法都单独作为一个方法
package strategy.examp02;
import java.math.BigDecimal;
public class QuoteManagerImprove {
public BigDecimal quote(BigDecimal originalPrice, String customType){
if ("新客户".equals(customType)) {
return this.quoteNewCustomer(originalPrice);
}else if ("老客户".equals(customType)) {
return this.quoteOldCustomer(originalPrice);
}else if("VIP客户".equals(customType)){
return this.quoteVIPCustomer(originalPrice);
}
//其他人员都是原价
return originalPrice;
}
/**
* 对VIP客户的报价算法
* @param originalPrice 原价
* @return 折后价
*/
private BigDecimal quoteVIPCustomer(BigDecimal originalPrice) {
System.out.println("恭喜!VIP客户打8折");
originalPrice = originalPrice.multiply(new BigDecimal(0.8)).setScale(2,BigDecimal.ROUND_HALF_UP);
return originalPrice;
}
/**
* 对老客户的报价算法
* @param originalPrice 原价
* @return 折后价
*/
private BigDecimal quoteOldCustomer(BigDecimal originalPrice) {
System.out.println("恭喜!老客户打9折");
originalPrice = originalPrice.multiply(new BigDecimal(0.9)).setScale(2,BigDecimal.ROUND_HALF_UP);
return originalPrice;
}
/**
* 对新客户的报价算法
* @param originalPrice 原价
* @return 折后价
*/
private BigDecimal quoteNewCustomer(BigDecimal originalPrice) {
System.out.println("抱歉!新客户没有折扣!");
return originalPrice;
}
}
上面的代码比刚开始的时候要好一点,它把每个具体的算法都单独抽出来作为一个方法,当某一个具体的算法有了变动的时候,只需要修改响应的报价算法就可以了。
但是改进后的代码还是有问题的,那有什么问题呢?
1.当我们新增一个客户类型的时候,首先要添加一个该种客户类型的报价算法方法,然后再quote方法中再加一个else if的分支,是不是感觉很是麻烦呢?而且这也违反了设计原则之一的开闭原则(open-closed-principle).
开闭原则:
对于扩展是开放的(Open for extension)。这意味着模块的行为是可以扩展的。当应用的需求改变时,我们可以对模块进行扩展,使其具有满足那些改变的新行为。也就是说,我们可以改变模块的功能。
对于修改是关闭的(Closed for modification)。对模块行为进行扩展时,不必改动模块的源代码或者二进制代码。
2.我们经常会面临这样的情况,不同的时期使用不同的报价规则,比如在各个节假日举行的各种促销活动时、商场店庆时往往都有普遍的折扣,但是促销时间一旦过去,报价就要回到正常价格上来。按照上面的代码我们就得修改if else里面的代 码很是麻烦
定义
策略模式定义了一系列的算法,并将每一个算法封装起来,使每个算法可以相互替代,使算法本身和使用算法的客户端分割开来,相互独立。
结构
1.策略接口角色IStrategy:用来约束一系列具体的策略算法,策略上下文角色ConcreteStrategy使用此策略接口来调用具体的策略所实现的算法。
2.具体策略实现角色ConcreteStrategy:具体的策略实现,即具体的算法实现。
3.策略上下文角色StrategyContext:策略上下文,负责和具体的策略实现交互,通常策略上下文对象会持有一个真正的策略实现对象,策略上下文还可以让具体的策略实现从其中获取相关数据,回调策略上下文对象的方法。
UML类图
UML序列图
策略模式代码的一般通用实现
策略接口
package strategy.examp01;
//策略接口
public interface IStrategy {
//定义的抽象算法方法 来约束具体的算法实现方法
public void algorithmMethod();
}
具体的策略实现:
package strategy.examp01;
// 具体的策略实现
public class ConcreteStrategy implements IStrategy {
//具体的算法实现
@Override
public void algorithmMethod() {
System.out.println("this is ConcreteStrategy method...");
}
}
package strategy.examp01;
// 具体的策略实现2
public class ConcreteStrategy2 implements IStrategy {
//具体的算法实现
@Override
public void algorithmMethod() {
System.out.println("this is ConcreteStrategy2 method...");
}
}
策略上下文:
package strategy.examp01;
/**
* 策略上下文
*/
public class StrategyContext {
//持有一个策略实现的引用
private IStrategy strategy;
//使用构造器注入具体的策略类
public StrategyContext(IStrategy strategy) {
this.strategy = strategy;
}
public void contextMethod(){
//调用策略实现的方法
strategy.algorithmMethod();
}
}
外部客户端:
package strategy.examp01;
//外部客户端
public class Client {
public static void main(String[] args) {
//1.创建具体测策略实现
IStrategy strategy = new ConcreteStrategy2();
//2.在创建策略上下文的同时,将具体的策略实现对象注入到策略上下文当中
StrategyContext ctx = new StrategyContext(strategy);
//3.调用上下文对象的方法来完成对具体策略实现的回调
ctx.contextMethod();
}
}
策略模式的作用
就是把具体的算法实现从业务逻辑中剥离出来,成为一系列独立算法类,使得它们可以相互替换。
策略模式的着重点
不是如何来实现算法,而是如何组织和调用这些算法,从而让我们的程序结构更加的灵活、可扩展。
我们前面的第一个报价管理的示例,发现每个策略算法实现对应的都是在QuoteManager 中quote方法中的if else语句里面,我们知道if else if语句里面的代码在执行的可能性方面可以说是平等的,你要么执行if,要么执行else,要么执行else if。
策略模式就是把各个平等的具体实现进行抽象、封装成为独立的算法类,然后通过上下文和具体的算法类来进行交互。各个策略算法都是平等的,地位是一样的,正是由于各个算法的平等性,所以它们才是可以相互替换的。虽然我们可以动态的切换各个策略,但是同一时刻只能使用一个策略。
策略模式的优点
1.策略模式的功能就是通过抽象、封装来定义一系列的算法,使得这些算法可以相互替换,所以为这些算法定义一个公共的接口,以约束这些算法的功能实现。如果这些算法具有公共的功能,可以将接口变为抽象类,将公共功能放到抽象父类里面。
2.策略模式的一系列算法是可以相互替换的、是平等的,写在一起就是if-else组织结构,如果算法实现里又有条件语句,就构成了多重条件语句,可以用策略模式,避免这样的多重条件语句。
3.扩展性更好:在策略模式中扩展策略实现非常的容易,只要新增一个策略实现类,然后在使用策略实现的地方,使用这个新的策略实现就好了。
策略模式的缺点
1.客户端必须了解所有的策略,清楚它们的不同:
如果由客户端来决定使用何种算法,那客户端必须知道所有的策略,清楚各个策略的功能和不同,这样才能做出正确的选择,但是这暴露了策略的具体实现。
2.增加了对象的数量:
由于策略模式将每个具体的算法都单独封装为一个策略类,如果可选的策略有很多的话,那对象的数量也会很多。
3.只适合偏平的算法结构:
由于策略模式的各个策略实现是平等的关系(可相互替换),实际上就构成了一个扁平的算法结构。即一个策略接口下面有多个平等的策略实现(多个策略实现是兄弟关系),并且运行时只能有一个算法被使用。这就限制了算法的使用层级,且不能被嵌套。
策略模式的本质
分离算法,选择实现。
如果你仔细思考策略模式的结构和功能的话,就会发现:如果没有上下文,策略模式就回到了最基本的接口和实现了,只要是面向接口编程,就能够享受到面向接口编程带来的好处,通过一个统一的策略接口来封装和分离各个具体的策略实现,无需关系具体的策略实现。
貌似没有上下文什么事,但是如果没有上下文的话,客户端就必须直接和具体的策略实现进行交互了,尤其是需要提供一些公共功能或者是存储一些状态的时候,会大大增加客户端使用的难度;引入上下文之后,这部分工作可以由上下文来完成,客户端只需要和上下文进行交互就可以了。这样可以让策略模式更具有整体性,客户端也更加的简单。
策略模式体现了开闭原则:策略模式把一系列的可变算法进行封装,从而定义了良好的程序结构,在出现新的算法的时候,可以很容易的将新的算法实现加入到已有的系统中,而已有的实现不需要修改。
策略模式体现了里氏替换原则:策略模式是一个扁平的结构,各个策略实现都是兄弟关系,实现了同一个接口或者继承了同一个抽象类。这样只要使用策略的客户端保持面向抽象编程,就可以动态的切换不同的策略实现以进行替换。