初识设计模式 – 策略模式
简介
策略设计模式(Strategy Design Pattern)实际上起到一个解耦的作用,解耦了策略的定义、创建、使用三部分。
其概念是,定义一系列算法类,将每一个算法封装起来,并让它们可以互相替换。
从代码的层面上理解就是,将面向过程编程中的分支(如 if-else 或 switch 分支)代码,转换成面向对象的算法类,通过构建这些类的关系以实现不同分支的选择,实现运行时选择策略。
具体实现
在这里,使用一个加、减、乘的案例来展示策略模式的应用。
首先,对加、减、乘运算抽象出一个公共的方法,定义一个 Strategy 策略接口,其代码示例如下:
public interface Strategy {
// 加、减、乘、除都是对两个数进行处理
int doOperation(int num1, int num2);
}
对于加法,实现 Strategy 策略接口,定义一个 OperationAdd 策略类,其代码示例如下:
public class OperationAdd implements Strategy {
@Override
public int doOperation(int num1, int num2) {
return num1 + num2;
}
}
对于减法,实现 Strategy 策略接口,定义一个 OperationSubtract 策略类,其代码示例如下:
public class OperationSubtract implements Strategy {
@Override
public int doOperation(int num1, int num2) {
return num1 – num2;
}
}
对于乘法,实现 Strategy 策略接口,定义一个 OperationMultiply 策略类,其代码示例如下:
public class OperationMultiply implements Strategy {
@Override
public int doOperation(int num1, int num2) {
return num1 * num2;
}
}
通常,会定义一个 Context 类用于汇总策略类,以方便客户端使用,其代码示例如下:
public class Context {
private final Strategy strategy;
public Context(Strategy strategy) {
this.strategy = strategy;
}
public int executeStrategy(int num1, int num2) {
return strategy.doOperation(num1, num2);
}
}
对于客户端而言,需要理解 Context 类如何使用,以及知道所有的策略类,通过注入不同的 Strategy 对象以达到选择不同策略的效果。
如下是客户端使用策略模式的代码示例:
public class StrategyDemo {
public static void main(String[] args) {
Context context = new Context(new OperationAdd());
// 10 + 5 = 15
System.out.println("10 + 5 = " + context.executeStrategy(10, 5));
context = new Context(new OperationSubtract());
// 10 – 5 = 5
System.out.println("10 – 5 = " + context.executeStrategy(10, 5));
context = new Context(new OperationMultiply());
// 10 * 5 = 50
System.out.println("10 * 5 = " + context.executeStrategy(10, 5));
}
}
总结
优点
策略模式的主要优点如下:
使用策略模式可以避免使用多重条件语句,如 if-else 或 switch 语句
策略模式提供了管理相关算法族的办法,如恰当地使用继承把算法族的公共代码转移到父类中
策略模式提供了相同行为的不同实现,客户端可以根据不同的需求使用不同的策略
可以在不更改原代码的模式下,灵活增加新的算法,符合开闭原则
策略模式把算法的使用放到环境类中,把实现放到具体策略类中,把定义放到客户端中,实现了三者的解耦
缺点
策略模式的主要缺点如下:
客户端必须知道所有的策略类,并自行决定使用哪一个策略类
策略模式造成很多策略类,增加了维护难度
适用场景
策略模式的适用场景如下:
一个系统需要动态地在几种算法中选择一种时,可将每个算法封装到策略类中
对于多重条件语句,使用策略模式将这些行为转移到相应的具体策略类中,以替代这些条件语句
系统要求使用算法的客户端不应该知道其操作的数据时,可以使用策略模式来封装算法及其数据结构
源码
在 JDK 中,Comparator 接口就是一个策略模式的应用。
实际使用时,Comparator 就是策略接口,使用匿名内部类来实现具体策略类。如下是使用的示例代码:
import java.util.Arrays;
import java.util.Comparator;
public class ComparatorDemo {
public static void main(String[] args) {
String[] names = {"张三", "李四", "小明"};
Comparator<String> comparator = new Comparator<>() {
@Override
public int compare(String o1, String o2) {
return o1.compareTo(o2);
}
};
Arrays.sort(names, comparator);
// [小明, 张三, 李四]
System.out.println(Arrays.toString(names));
}
}
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