概述

在软件开发中也常常遇到类似的情况,实现某一个功能有多种算法或者策略,我们可以根据环境或者条件的不同选择不同的算法或者策略来完成该功能。如查找、排序等,一种常用的方法是硬编码(Hard Coding)在一个类中,如需要提供多种查找算法,可以将这些算法写到一个类中,在该类中提供多个方法,每一个方法对应一个具体的查找算法;当然也可以将这些查找算法封装在一个统一的方法中,通过if…else…或者case等条件判断语句来进行选择。这两种实现方法我们都可以称之为硬编码,如果需要增加一种新的查找算法,需要修改封装算法类的源代码;更换查找算法,也需要修改客户端调用代码。在这个算法类中封装了大量查找算法,该类代码将较复杂,维护较为困难。如果我们将这些策略包含在客户端,这种做法更不可取,将导致客户端程序庞大而且难以维护,如果存在大量可供选择的算法时问题将变得更加严重。

  • 例子1:一个菜单功能能够根据用户的“皮肤”首选项来决定是否采用水平的还是垂直的排列形式。同时可以灵活增加菜单那的显示样式。
  • 例子2:出行旅游:我们可以有几个策略可以考虑:可以骑自行车,汽车,做火车,飞机。每个策略都可以得到相同的结果,但是它们使用了不同的资源。选择策略的依据是费用,时间,使用工具还有每种方式的方便程度 。

问题

如何让算法和对象分开来,使得算法可以独立于使用它的客户而变化?

解决方案

策略模式:定义一系列的算法,把每一个算法封装起来, 并且使它们可相互替换。本模式使得算法可独立于使用它的客户而变化。也称为政策模式(Policy)。

适用性

当存在以下情况时使用Strategy模式

  • 许多相关的类仅仅是行为有异。 “策略”提供了一种用多个行为中的一个行为来配置一个类的方法。即一个系统需要动态地在几种算法中选择一种。
  • 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类中以代替这些条件语句。

结构

Strategy

模式的组成

环境类(Context):用一个ConcreteStrategy对象来配置。维护一个对Strategy对象的引用。可定义一个接口来让Strategy访问它的数据。
抽象策略类(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。
具体策略类(ConcreteStrategy):以Strategy接口实现某具体算法。

应用场景举例

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,说是按天机拆开能解决棘手问题,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,妙计是亮哥给的,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。用java程序怎么表现这些呢?

三个妙计是同一类型的东西,那咱就写个接口:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
/**
*
* 首先定义一个策略接口,这是诸葛亮老人家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:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
/**
*
* 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:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
/**
*
* 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:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
/**
*
* 孙夫人断后,挡住追兵。
*/
public class BlackEnemy 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:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
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,拉着已步入老年行列,还想着娶纯情少女的,色咪咪的刘备老爷子去入赘了,嗨,还别说,亮哥的三个妙计还真不错,瞧瞧:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
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
System.out.println("\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n");
//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
System.out.println("\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n");
//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 BlackEnemy());
context.operate();//拆开执行
System.out.println("\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n");
}
}

当然,我们还可以配合工厂模式使用,将赵云这个客户改成:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
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("BackDoor");
context.operate();//拆开执行
System.out.println("\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n");
//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("GivenGreenLight");
context.operate();//拆开执行
System.out.println("\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n");
//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("BlackEnemy");
context.operate();//拆开执行
System.out.println("\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n");
}
}

同时将Contex修改成:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
public class Context {
private IStrategy strategy;
//构造函数,要你使用哪个妙计
public Context(String type){
if (type != null && type.equals("BackDoor"))
strategy = new BackDoor();
if (type != null && type.equals("GivenGreenLight"))
strategy = new GivenGreenLight();
if (type != null && type.equals("BlackEnemy"))
strategy = new BlackEnemy();
}
public void operate(){
this.strategy.operate();
}
}

策略模式是一种简单常用的模式,我们在进行开发的时候,会经常有意无意地使用它,一般来说,策略模式不会单独使用,跟模版方法模式、工厂模式等混合使用的情况比较多。