05策略模式
在软件开发中也常常遇到类似的情况，当实现某一个功能存在多种算法或者策略，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，如数据排序策略有冒泡排序、选择排序、插入排序、二叉树排序等。如果使用多重条件转移语句实现（即硬编码），不但使条件语句变得很复杂，而且增加、删除或更换算法要修改原代码，不易维护，违背开闭原则。如果采用策略模式就能很好解决该问题。
策略模式的定义与特点
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。
策略模式的主要优点如下
- 多重条件语句不易维护，而使用策略模式可以避免使用多重条件语句。
- 策略模式提供了一系列的可供重用的算法族，恰当使用继承可以把算法族的公共代码转移到父类里面，从而避免重复的代码。
- 策略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或空间要求选择不同的。
- 策略模式提供了对开闭原则的完美支持，可以在不修改原代码的情况下，灵活增加新算法。
- 策略模式把算法的使用放到环境类中，而算法的实现移到具体策略类中，实现了二者的分离。
其主要缺点如下
- 客户端必须理解所有策略算法的区别，以便适时选择恰当的算法类。
- 策略模式造成很多的策略类。
策略模式的结构与实现
策略模式是准备一组算法，并将这组算法封装到一系列的策略类里面，作为一个抽象策略类的子类。策略模式的重心不是如何实现算法，而是如何组织这些算法，从而让程序结构更加灵活，具有更好的维护性和扩展性，现在我们来分析其基本结构和实现方法。
模式的结构
策略模式的主要角色如下
- 抽象策略（Strategy）类：定义了一个公共接口，各种不同的算法以不同的方式实现这个接口，环境角色使用这个接口调用不同的算法，一般使用接口或抽象类实现。
- 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。
- 环境（Context）类：持有一个策略类的引用，最终给客户端调用。
代码实现
原始方法
public class RowWay {
public static double calc(String op, double paramA, double paramB) {
if ("+".equals(op)) {
System.out.println("执行加法...");
return paramA + paramB;
} else if ("-".equals(op)) {
System.out.println("执行减法...");
return paramA - paramB;
} else if ("*".equals(op)) {
System.out.println("执行乘法...");
return paramA * paramB;
} else if ("/".equals(op)) {
System.out.println("执行除法...");
if (paramB == 0) {
throw new IllegalArgumentException("除数不能为0!");
}
return paramA / paramB;
} else {
throw new IllegalArgumentException("未找到计算方法!");
}
}
}
抽象方法接口
interface Strategy{
public double calc(double paramA, double paramB);
}
具体的实现这个接口的策略
//加法的具体实现策略
public class AddStrategy implements Strategy {
@Override
public double calc(double paramA, double paramB) {
System.out.println("执行加法策略...");
return paramA + paramB;
}
}
public class SubStrategy implements Strategy {
@Override
public double calc(double paramA, double paramB) {
System.out.println("执行减法策略...");
return paramA - paramB;
}
}
//乘法的具体实现策略
public class MultiStrategy implements Strategy {
@Override
public double calc(double paramA, double paramB) {
System.out.println("执行乘法策略...");
return paramA * paramB;
}
}
public class DivStrategy implements Strategy {
@Override
public double calc(double paramA, double paramB) {
System.out.println("执行除法策略...");
if (paramB == 0){
System.out.println("除数不能为0 ");
throw new IllegalArgumentException("除数不能为0!");
}
return paramA / paramB;
}
}
调用策略的封装
//上下文环境的实现
public class Calc {
private Strategy strategy;
public void setStrategy(Strategy strategy) {
this.strategy = strategy;
}
//执行方法
public static double calc(Strategy strategy, double paramA, double paramB) {
Calc calc = new Calc();
calc.setStrategy(strategy);
return calc.calc(paramA, paramB);
}
public double calc(double paramA, double paramB) {
// doing something
if (this.strategy == null) {
throw new IllegalStateException("你还没有设置计算的策略");
}
return this.strategy.calc(paramA, paramB);
}
}
测试
public class StrategyModeTest {
public static void main(String[] args) {
Calc calc = new Calc();
double paramA = 5;
double paramB = 21;
double paramC = 1;
System.out.println("------------- 普通形式 ----------------");
RowWay row = new RowWay();
paramC =RowWay.calc("+",22,33);
System.out.println(paramC);
System.out.println("------------ 策略模式 ----------------");
paramC = Calc.calc(new AddStrategy(),2,2);
System.out.println(paramC);
paramC = Calc.calc(new SubStrategy(),2,2);
System.out.println(paramC);
}
}
测试结果
------------- 普通形式 ----------------
执行加法...
55.0
------------ 策略模式 ----------------
执行加法策略...
4.0
执行减法策略...
0.0
策略模式的扩展
在一个使用策略模式的系统中，当存在的策略很多时，客户端管理所有策略算法将变得很复杂，如果在环境类中使用策略工厂模式来管理这些策略类将大大减少客户端的工作复杂度