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)); | |
} | |
} |