设计模式_行为型模式 -《策略模式》
概述
先看下面的图片，我们去旅游选择出行模式有很多种，可以骑自行车、可以坐汽车、可以坐火车、可以坐飞机。
作为一个程序猿，开发需要选择一款开发工具，当然可以进行代码开发的工具有很多，可以选择 idea 进行开发，也可以使用 eclipse 进行开发，也可以使用其他的一些开发工具。
定义
- 该模式定义了一系列算法，并将每个算法封装起来，使它们可以相互替换，且算法的变化不会影响使用算法的客户。策略模式属于对象行为模式，它通过对算法进行封装，把使用算法的责任和算法的实现分割开来，并委派给不同的对象对这些算法进行管理。
结构
策略模式 (Strategy Pattern) 的主要角色如下：
- 抽象策略（Strategy）类：这是一个抽象角色，通常由一个接口或抽象类实现。此角色给出所有的具体策略类所需的接口。
- 具体策略（Concrete Strategy）类：实现了抽象策略定义的接口，提供具体的算法实现或行为。
- 环境（Context）类：持有一个策略类的引用，最终给客户端调用。
案例实现
【例】促销活动
一家百货公司在定年度的促销活动。针对不同的节日（春节、中秋节、圣诞节）推出不同的促销活动，由促销员将促销活动展示给客户。类图如下：
代码如下：
-
定义百货公司所有促销活动的共同接口
// 抽象策略类 public interface Strategy { void show(); } -
定义具体策略角色（Concrete Strategy）：每个节日具体的促销活动
// 具体策略类-为春节准备的促销活动A public class StrategyA implements Strategy { public void show() { System.out.println("买一送一"); } } // 具体策略类-为中秋节准备的促销活动B public class StrategyB implements Strategy { public void show() { System.out.println("满200元减50元"); } } // 具体策略类-为圣诞节准备的促销活动C public class StrategyC implements Strategy { public void show() { System.out.println("满1000元加一元换购任意200元以下商品"); } } -
定义环境角色（Context）：用于连接上下文，即把促销活动推销给客户，这里可以理解为销售员
// 环境类-销售员 public class SalesMan { // 聚合策略类 持有抽象策略角色的引用 private Strategy strategy; public SalesMan(Strategy strategy) { this.strategy = strategy; } // 向客户展示促销活动 public void salesManShow(){ strategy.show(); } } -
测试类
public class Client { public static void main(String[] args) { // 春节来了，使用春节促销活动 SalesMan salesMan = new SalesMan(new StrategyA()); // 展示促销活动 salesMan.salesManShow(); System.out.println("=============="); // 中秋节到了，使用中秋节的促销活动 salesMan.setStrategy(new StrategyB()); // 展示促销活动 salesMan.salesManShow(); System.out.println("=============="); // 圣诞节到了，使用圣诞节的促销活动 salesMan.setStrategy(new StrategyC()); // 展示促销活动 salesMan.salesManShow(); } }输出
买一送一 ============== 满200元减50元 ============== 满1000元加一元换购任意200元以下商品
优缺点
优点
- 策略类之间可以自由切换
- 由于策略类都实现同一个接口，所以使它们之间可以自由切换。
- 易于扩展
- 增加一个新的策略只需要添加一个具体的策略类即可，基本不需要改变原有的代码，符合“开闭原则”。
- 避免使用多重条件选择语句（if else），充分体现面向对象设计思想。
缺点
- 所有策略类都需要对外暴露，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。
- 策略模式将造成产生很多策略类，可以通过使用享元模式在一定程度上减少对象的数量。
使用场景
- 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。
- 一个类定义了多种行为，并且这些行为在这个类的操作中以多个条件语句的形式出现，可将每个条件分支移入它们各自的策略类中以代替这些条件语句。
- 系统中各算法彼此完全独立，且要求对客户隐藏具体算法的实现细节时。
- 系统要求使用算法的客户不应该知道其操作的数据时，可使用策略模式来隐藏与算法相关的数据结构。
- 多个类只区别在表现行为不同，可以使用策略模式，在运行时动态选择具体要执行的行为。
JDK源码解析-Comparator
Comparator 中的策略模式。在Arrays类中有一个 sort() 方法，如下：
public class Arrays{
public static <T> void sort(T[] a, Comparator<? super T> c) {
if (c == null) {
sort(a);
} else {
if (LegacyMergeSort.userRequested)
legacyMergeSort(a, c);
else
TimSort.sort(a, 0, a.length, c, null, 0, 0);
}
}
}
Arrays 就是一个环境角色类，这个 sort 方法可以传一个新策略让 Arrays 根据这个策略来进行排序。就比如下面的测试类。
public class demo {
public static void main(String[] args) {
Integer[] data = {
12, 2, 3, 2, 4, 5, 1};
// 实现降序排序
Arrays.sort(data, new Comparator<Integer>() {
public int compare(Integer o1, Integer o2) {
return o2 - o1;
}
});
System.out.println(Arrays.toString(data)); // [12, 5, 4, 3, 2, 2, 1]
}
}
这里我们在调用 Arrays 的 sort 方法时，第二个参数传递的是 Comparator 接口的子实现类对象。所以 Comparator 充当的是抽象策略角色，而具体的子实现类充当的是具体策略角色。环境角色类（Arrays）应该持有抽象策略的引用来调用。那么，Arrays 类的 sort 方法到底有没有使用 Comparator 子实现类中的 compare() 方法吗？让我们继续查看 TimSort 类的 sort() 方法，代码如下：
class TimSort<T> {
static <T> void sort(T[] a, int lo, int hi, Comparator<? super T> c,
T[] work, int workBase, int workLen) {
assert c != null && a != null && lo >= 0 && lo <= hi && hi <= a.length;
int nRemaining = hi - lo;
if (nRemaining < 2)
return; // Arrays of size 0 and 1 are always sorted
// If array is small, do a "mini-TimSort" with no merges
if (nRemaining < MIN_MERGE) {
int initRunLen = countRunAndMakeAscending(a, lo, hi, c);
binarySort(a, lo, hi, lo + initRunLen, c);
return;
}
...
}
private static <T> int countRunAndMakeAscending(T[] a, int lo, int hi,Comparator<? super T> c) {
assert lo < hi;
int runHi = lo + 1;
if (runHi == hi)
return 1;
// Find end of run, and reverse range if descending
if (c.compare(a[runHi++], a[lo]) < 0) {
// Descending
while (runHi < hi && c.compare(a[runHi], a[runHi - 1]) < 0)
runHi++;
reverseRange(a, lo, runHi);
} else {
// Ascending
while (runHi < hi && c.compare(a[runHi], a[runHi - 1]) >= 0)
runHi++;
}
return runHi - lo;
}
}
上面的代码中最终会跑到 countRunAndMakeAscending() 这个方法中。我们可以看见，这个方法中调用了 c.compare() 方法，所以在调用 Arrays.sort 方法只传具体 compare 重写方法的类对象就行，这也是 Comparator 接口中必须要子类实现的一个方法。这就是策略模式的体现。