策略模式——對象行爲模式

意圖

策略模式定義了一系列的算法，並將每一個算法封裝起來，而且使它們還可以相互替換。策略模式讓算法獨立於使用它的客戶而獨立變化。

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適用性

當存在以下情況時使用Strategy模式
1）• 許多相關的類僅僅是行爲有異。 “策略”提供了一種用多個行爲中的一個行爲來配置一個類的方法。即一個系統需要動態地在幾種算法中選擇一種。
2）• 需要使用一個算法的不同變體。例如，你可能會定義一些反映不同的空間 /時間權衡的算法。當這些變體實現爲一個算法的類層次時 ,可以使用策略模式。
3）• 算法使用客戶不應該知道的數據。可使用策略模式以避免暴露覆雜的、與算法相關的數據結構。
4）• 一個類定義了多種行爲 , 並且這些行爲在這個類的操作中以多個條件語句的形式出現。將相關的條件分支移入它們各自的Strategy類中以代替這些條件語句。

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結構圖

角色

環境類(Context):用一個ConcreteStrategy對象來配置。維護一個對Strategy對象的引用。可定義一個接口來讓Strategy訪問它的數據。
抽象策略類(Strategy):定義所有支持的算法的公共接口。 Context使用這個接口來調用某ConcreteStrategy定義的算法。
具體策略類(ConcreteStrategy):以Strategy接口實現某具體算法。

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優缺點

優點

1) 相關算法系列 Strategy類層次爲Context定義了一系列的可供重用的算法或行爲。 繼承有助於析取出這些算法中的公共功能。
2) 提供了可以替換繼承關係的辦法： 繼承提供了另一種支持多種算法或行爲的方法。你可以直接生成一個Context類的子類，從而給它以不同的行爲。但這會將行爲硬行編制到 Context中，而將算法的實現與Context的實現混合起來,從而使Context難以理解、難以維護和難以擴展，而且還不能動態地改變算法。最後你得到一堆相關的類 , 它們之間的唯一差別是它們所使用的算法或行爲。 將算法封裝在獨立的Strategy類中使得你可以獨立於其Context改變它，使它易於切換、易於理解、易於擴展。
3) 消除了一些if else條件語句 ：Strategy模式提供了用條件語句選擇所需的行爲以外的另一種選擇。當不同的行爲堆砌在一個類中時 ,很難避免使用條件語句來選擇合適的行爲。將行爲封裝在一個個獨立的Strategy類中消除了這些條件語句。含有許多條件語句的代碼通常意味着需要使用Strategy模式。
4) 實現的選擇 Strategy模式可以提供相同行爲的不同實現。客戶可以根據不同時間 /空間權衡取捨要求從不同策略中進行選擇。

缺點

1)客戶端必須知道所有的策略類，並自行決定使用哪一個策略類: 本模式有一個潛在的缺點，就是一個客戶要選擇一個合適的Strategy就必須知道這些Strategy到底有何不同。此時可能不得不向客戶暴露具體的實現問題。因此僅當這些不同行爲變體與客戶相關的行爲時 , 才需要使用Strategy模式。
2 ) Strategy和Context之間的通信開銷 ：無論各個ConcreteStrategy實現的算法是簡單還是複雜, 它們都共享Strategy定義的接口。因此很可能某些 ConcreteStrategy不會都用到所有通過這個接口傳遞給它們的信息；簡單的 ConcreteStrategy可能不使用其中的任何信息！這就意味着有時Context會創建和初始化一些永遠不會用到的參數。如果存在這樣問題 , 那麼將需要在Strategy和Context之間更進行緊密的耦合。
3 )策略模式將造成產生很多策略類：可以通過使用享元模式在一定程度上減少對象的數量。 增加了對象的數目 Strategy增加了一個應用中的對象的數目。有時你可以將 Strategy實現爲可供各Context共享的無狀態的對象來減少這一開銷。任何其餘的狀態都由 Context維護。Context在每一次對Strategy對象的請求中都將這個狀態傳遞過去。共享的 Strategy不應在各次調用之間維護狀態。

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實現

代碼

/** 
* 出行旅遊 
* 
*  
*/  
interface TravelStrategy{  
    public void travelAlgorithm();  
}   


/** 
 * 具體策略類(ConcreteStrategy)1：乘坐飛機 
 */  
class AirPlanelStrategy Implements TravelStrategy {  
    public void travelAlgorithm(){  
        System.out.println( "travel by AirPlain");   
    }  
}   


/** 
 * 具體策略類(ConcreteStrategy)2：乘坐火車 
 */  
class TrainStrategy implements TravelStrategy {  
    public void travelAlgorithm(){  
        System.out.println("travel by Train");   
    }  
}   

/** 
 * 具體策略類(ConcreteStrategy)3：騎自行車 
 */  
class BicycleStrategy implements TravelStrategy {  
    public void travelAlgorithm(){  
        System.out.println("travel by Bicycle");   
    }  
}   



/** 
 *  
 * 環境類(Context):用一個ConcreteStrategy對象來配置。維護一個對Strategy對象的引用。可定義一個接口來讓Strategy訪問它的數據。 
 * 算法解決類，以提供客戶選擇使用何種解決方案： 
 */  
class PersonContext{  
    private strategy = null;  

    public coid PersonContext(TravelStrategy travel){  
        this.strategy = travel;  
    }  

    public void  setTravelStrategy(TravelStrategy travel){  
      this.strategy = travel;  
    }  
    /** 
    * 旅行 
    */  
    public void travel(){  
        return this.strategy.travelAlgorithm();  
    }  
}   
public class Client {  


    public static void main(String[] args) {  
        // 乘坐火車旅行  
        PersonContext person = new PersonContext(new TrainStrategy());  
        person.travel();  

        // 改騎自行車  
        person.setTravelStrategy(new BicycleStrategy());  
        person.travel();  
    }
}