【初探第二章】 策略模式

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问题


商场收银软件,根据客户所购买的单价和数量,显示总价。会有打折、返利等活动,使得计算方式不同。界面设计如下:

这里写图片描述


分析


面向对象的编程,并不是类越多越好,类的划分是为了封装,但分类的基础是抽象,具有相同属性和功能的对象的抽象集合才是类。简单工厂模式解决方案:

这里写图片描述

简单工厂模式只是解决对象的创建问题,而且由于工厂本身包括了所有的收费方式,商场可能经常性的更改打折额度和返利额度,每次维护或者扩展收费方式都要改动这个工厂,以致代码需要重新编译部署,这不是一种好方法。


策略模式解析


概念


策略模式定义了算法家族,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。

策略模式是为了适应不同的需求,只把变化点封装了,这个变化点就是实现不同需求的算法,但是,用户需要知道各种算法的具体情况。 就像上面的打折返利等活动,不同的打折返利情况,有不同的算法。我们不能在程序中将计算打折返利的算法进行硬编码,而是能自由的变化的这就是策略模式。


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,所有的这些算法完成的都是相同的工作,只是实现不同。如打折和返利都是为了完成计算价格的工作。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。

另一个优点简化了单元测试,每个算法都是一个子类可以分别单独测试。


UML类图


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Strategy:定义所有支持的算法的公共接口

Context使用这个接口来调用某ConcreteStrategy定义的算法;

ConcreteStrategy: 实现Strategy接口的具体算法;

Context:使用一个ConcreteStrategy对象来配置;维护一个对Stategy对象的引用,同时,可以定义一个接口来让Stategy访问它的数据。


效果


Strategy模式有下面的一些优点:

1) 相关算法系列 Strategy类层次为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中的公共功能

2) 提供了可以替换继承关系的办法: 继承提供了另一种支持多种算法或行为的方法。你可以直接生成一个Context类的子类,从而给它以不同的行为。但这会将行为硬行编制到 Context中,而将算法的实现与Context的实现混合起来,从而使Context难以理解、难以维护和难以扩展,而且还不能动态地改变算法。最后你得到一堆相关的类 , 它们之间的唯一差别是它们所使用的算法或行为。 将算法封装在独立的Strategy类中使得你可以独立于其Context改变它,使它易于切换、易于理解、易于扩展。

3) 消除了一些if else条件语句Strategy模式提供了用条件语句选择所需的行为以外的另一种选择。当不同的行为堆砌在一个类中时 ,很难避免使用条件语句来选择合适的行为。将行为封装在一个个独立的Strategy类中消除了这些条件语句。含有许多条件语句的代码通常意味着需要使用Strategy模式。

4) 实现的选择 Strategy模式可以提供相同行为的不同实现。客户可以根据不同时间 /空间权衡取舍要求从不同策略中进行选择。


Strategy模式缺点:

1)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: 本模式有一个潜在的缺点,就是一个客户要选择一个合适的Strategy就必须知道这些Strategy到底有何不同。此时可能不得不向客户暴露具体的实现问题。因此仅当这些不同行为变体与客户相关的行为时 , 才需要使用Strategy模式。

2 ) Strategy和Context之间的通信开销 :无论各个ConcreteStrategy实现的算法是简单还是复杂, 它们都共享Strategy定义的接口。因此很可能某些 ConcreteStrategy不会都用到所有通过这个接口传递给它们的信息;简单的 ConcreteStrategy可能不使用其中的任何信息!这就意味着有时Context会创建和初始化一些永远不会用到的参数。如果存在这样问题 , 那么将需要在Strategy和Context之间更进行紧密的耦合。

3 )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。 增加了对象的数目 Strategy增加了一个应用中的对象的数目。有时你可以将 Strategy实现为可供各Context共享的无状态的对象来减少这一开销。任何其余的状态都由 Context维护。Context在每一次对Strategy对象的请求中都将这个状态传递过去。共享的 Strategy不应在各次调用之间维护状态。


使用场合


当存在以下情况时使用Strategy(策略)模式:

许多相关的类仅仅是行为有异。“策略”提供了一种用多个方法中的一个方法来配置一个类的方法;

需要使用一个算法的不同变体;例如,你可能会定义一些反映不同的空间 /时间权衡的算法。当这些变体实现为一个算法的类层次时 ,可以使用策略模式。

算法使用客户不应该知道的数据。可使用策略模式以避免暴露复杂的、与算法相关的数据结构;

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。将相关的条件分支移入它们各自的Strategy类中以替代这些条件语句


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