策略模式
一. 概述
它定义了算法家族,分别封装起来,让它们之间可以互相替换,此模式让算法的变化不会影响到使用算法的客户端。
二. 模式解读
2.1 策略模式的一般化类图
2.2 模式中的角色
2.1 策略类(Stratege):定义所有支持的算法的公共接口。
2.2 具体策略类(Concrete Stratege):封装了具体的算法或行为,继承于Stratege类。
2.3 上下文类(Context):用一个ConcreteStratege来配置,维护一个对Stratege对象的引用。
2.3、代码结构
Strategy
// 策略类,定义了所有支持的算法的公共接口public interface Strategy { // 策略类中支持的算法,当然还可以有更多,这里只定义了一个。 public void algorithm();}
具体策略类A
public class ConcreteStrategeA implements Strategy { @Override public void algorithm() { System.out.println("算法A中的实现"); }}
具体策略类B
public class ConcreteStrategeB implements Strategy { @Override public void algorithm() { System.out.println("算法B中的实现"); }}
上下文类
// 承上启下的算法调用class Context { private Strategy strategy; // 传入具体策略对象 public Context(Strategy strategy) { this.strategy = strategy; } // 根据策略对象的值判断调用的算法类 public void ContextInterface() { strategy.algorithm(); }}
三. 模式总结
3.1 优点
- 策略模式是一种定义一系列算法的方法,从概念上来看,所有算法完成的都是相同的工作,只是实现不同,它可以以相同的方式调用所有的算法,减少了各种算法类与使用算法类之间的耦合。
- 策略模式的Stratege类为Context定义了一系列的可供重用的算法或行为。继承有助于析取出这些算法的公共功能。
- 策略模式每个算法都有自己的类,可以通过自己的接口单独测试。因而简化了单元测试。
- 策略模式将具体算法或行为封装到Stratege类中,可以在使用这些类中消除条件分支(避免了不同行为堆砌到一个类中)。
3.2 缺点
将选择具体策略的职责交给了客户端,并转给Context对象
3.3 适用场景
- 当实现某个功能需要有不同算法要求时
- 不同时间应用不同的业务规则时
3.4设计原则
设计原则是把一个类中经常改变或者将来可能改变的部分提取出来,作为一个接口(c++z中可以用虚类),然后在类中包含这个对象的实例,这样类的实例在运行时就可以随意调用实现了这个接口的类的行为。下面是一个例子。 策略模式属于对象行为型模式,主要针对一组算法,将每一个算法封装到具有共同接口的独立的类中,从而使得它们可以相互替换。策略模式使得算法可以在不影响 到客户端的情况下发生变化。通常,策略模式适用于当一个应用程序需要实现一种特定的服务或者功能,而且该程序有多种实现方式时使用。
四. 应用实例1:(排序)
排序是我们经常接触到的算法,实现对一个数组的排序有很多方法,即可以采用不同的策略。下面给出了排序功能的策略模式的解决方案。
实现类图
代码
排序策略接口
public interface SortStratege { // 排序 public int[] Sort(int[] array);}
冒泡排序策略
// 冒泡排序public class BubbleSort implements SortStratege { public int[] Sort(int[] array) { // 实现冒泡排序算法 for (int i = 0; i < array.length; i++) { for (int j = i + 1; j < array.length; j++) { if (array[i] > array[j]) { int temp = array[j]; array[j] = array[i]; array[i] = temp; } } } return array; }}
插入排序策略
//插入排序public class InsertSort implements SortStratege { // 插入排序算法(递增排序) public int[] Sort(int[] array) { // 实现插入排序算法 int temp; int i, j, n; n = array.length; for (i = 1; i < n; i++) { temp = array[i]; for (j = i; j > 0; j--) { if (temp < array[j - 1]) array[j] = array[j - 1]; else break; array[j] = temp; } } return null; }}
排序上下文
public class SortContext { private int[] m_Array; private SortStratege m_Stratege; // 初始化时将要排序的数组和排序策略传入给Context public SortContext(int[] array, SortStratege stratege) { m_Array = array; m_Stratege = stratege; } // 调用排序算法 public int[] Sort() { int[] result = m_Stratege.Sort(this.m_Array); return result; }}
Client
public class Client { public static void main(String[] args) { int[] array = new int[] { 12, 8, 9, 18, 22 }; //使用冒泡排序算法进行排序 SortStratege sortStratege = new BubbleSort(); SortContext sorter = new SortContext(array, sortStratege); int[] result = sorter.Sort(); for (int i : result) { System.out.println(i); } //使用插入排序算法进行排序 SortStratege sortStratege2 = new InsertSort(); SortContext sorter2 = new SortContext(array, sortStratege2); int[] result2 = sorter.Sort(); for (int i : result2) { System.out.println(i); } }}
五. 应用实例2:(诸葛亮三个锦囊)
刘备要到江东娶老婆了,走之前诸葛亮给赵云(伴郎)三个锦囊妙计,说是能解决棘手问题,嘿,还别说,真解决了大问题,搞到最后是周瑜陪了夫人又折兵,那咱们先看看这个场景是什么样子的。
先说说这个场景中的要素:三个妙计,一个锦囊,一个赵云,妙计是诸葛亮给的,妙计放在锦囊里,俗称就是锦囊妙计嘛,那赵云就是一个干活的人,从锦囊取出妙计,执行,然后获胜。
三个妙计是同一类型的东西,那咱就写个接口:
/** * 首先定义一个策略接口,这是诸葛亮给赵云的三个锦囊妙计的接口。 */public interface IStrategy { //每个锦囊妙计都是一个可执行的算法。 public void operate();}
然后再写三个实现类,有三个妙计嘛:
妙计一:初到吴国:
/** * 找乔国老帮忙,使孙权不能杀刘备。 */public class BackDoor implements IStrategy { @Override public void operate() { System.out.println("找乔国老帮忙,让吴国太给孙权施加压力,使孙权不能杀刘备..."); }}
妙计二:求吴国太开个绿灯,放行:
/** * 求吴国太开个绿灯。 */public class GivenGreenLight implements IStrategy { @Override public void operate() { System.out.println("求吴国太开个绿灯,放行!"); }}
妙计三:孙夫人断后,挡住追兵:
/** * 孙夫人断后,挡住追兵。 */public class BackEnemy implements IStrategy { @Override public void operate() { System.out.println("孙夫人断后,挡住追兵..."); }}
好了,大家看看,三个妙计是有了,那需要有个地方放妙计啊,放锦囊里:
public class Context { private IStrategy strategy; // 构造函数,要你使用哪个妙计 public Context(IStrategy strategy) { this.strategy = strategy; } public void operate() { this.strategy.operate(); }}
然后就是赵云雄赳赳的揣着三个锦囊去江东使用
public class ZhaoYun { /** * 赵云出场了,他根据诸葛亮给他的交代,依次拆开妙计 */ public static void main(String[] args) { Context context; // 刚到吴国的时候拆开第一个 System.out.println("----------刚刚到吴国的时候拆开第一个---------------"); context = new Context(new BackDoor()); context.operate();// 拆开执行 // 当刘备乐不思蜀时,拆开第二个 System.out.println("----------刘备乐不思蜀,拆第二个了---------------"); context = new Context(new GivenGreenLight()); context.operate();// 拆开执行 // 孙权的小追兵了,咋办?拆开第三个锦囊 System.out.println("----------孙权的小追兵了,咋办?拆开第三个锦囊---------------"); context = new Context(new BackEnemy()); context.operate();// 拆开执行 }}
就这三招,搞得的周郎是“赔了夫人又折兵”呀!这就是策略模式,高内聚低耦合的特点也表现出来了,还有一个就是扩展性,也就是OCP原则,策略类可以继续添加下去气,只是修改Context.java就可以了。
六. 应用实例3:(布局管理器)
在 Java 语言中对策略模式的应用是很多的,我们这里举个布局管理器的例子。在java.awt 类库中有很多种设定好了的Container 对象的布局格式,这些格式你可以在创建软件界面的时候使用到。如果不使用策略模式,那么就没有了对布局格式扩展的可能,因为你要去修改Container 中的方法,去让它知道你这种布局格式,这显然是不可行的。
让我们来看看 java 源码中的实现吧。先来看看参与的类和他们扮演的角色吧。
布局管理器接口的代码:
public interface LayoutManager { void addLayoutComponent(String name, Component comp); Dimension minimumLayoutSize(Container parent); void layoutContainer(Container parent);}
LayoutManager FlowLayout 就是具体的策略,代码不在
public class FlowLayout implements LayoutManager, java.io.Serializable
public class GridLayout implements LayoutManager, java.io.Serializable
Container
public class Container extends Component { LayoutManager layoutMgr;//对布局管理器接口的引用 public LayoutManager getLayout() { return layoutMgr; } public void setLayout(LayoutManager mgr) { layoutMgr = mgr; if (valid) { invalidate(); } }}
可以看到,Container 根本就不关心你使用的是什么具体的布局管理器,这样也就使得Container 不会随着布局管理器的增多而修改本身。所以说策略模式是对变化的封装。
参考: