1、概述
先看下面的圖片,我們去旅遊選擇出行模式有很多種,可以騎自行車、可以坐汽車、可以坐火車、可以坐飛機。
定義:
該模式定義了一系列算法,並將每個算法封裝起來,使它們可以相互替換,且算法的變化不會影響使用算法的客戶。策略模式屬於對象行爲模式,它通過對算法進行封裝,把使用算法的責任和算法的實現分割開來,並委派給不同的對象對這些算法進行管理。
2、結構
策略模式的主要角色如下:
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抽象策略(Strategy)類:這是一個抽象角色,通常由一個接口或抽象類實現。此角色給出所有的具體策略類所需的接口。
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具體策略(Concrete Strategy)類:實現了抽象策略定義的接口,提供具體的算法實現或行爲。
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環境(Context)類:持有一個策略類的引用,最終給客戶端調用。
3、案例實現
【例】促銷活動
一家百貨公司在定年度的促銷活動。針對不同的節日(春節、中秋節、聖誕節)推出不同的促銷活動,由促銷員將促銷活動展示給客戶。類圖如下:
代碼如下:
定義百貨公司所有促銷活動的共同接口
public interface Strategy {
void show();
}
定義具體策略角色(Concrete Strategy):每個節日具體的促銷活動
//爲春節準備的促銷活動A
public class StrategyA implements Strategy {
public void show() {
System.out.println("買一送一");
}
}
//爲中秋準備的促銷活動B
public class StrategyB implements Strategy {
public void show() {
System.out.println("滿200元減50元");
}
}
//爲聖誕準備的促銷活動C
public class StrategyC implements Strategy {
public void show() {
System.out.println("滿1000元加一元換購任意200元以下商品");
}
}
定義環境角色(Context):用於連接上下文,即把促銷活動推銷給客戶,這裏可以理解爲銷售員
public class SalesMan {
//聚合策略類對象
private Strategy strategy;
public SalesMan(Strategy strategy) {
this.strategy = strategy;
}
public Strategy getStrategy() {
return strategy;
}
public void setStrategy(Strategy strategy) {
this.strategy = strategy;
}
//由促銷員展示促銷活動給用戶
public void salesManShow() {
strategy.show();
}
}
測試類
public class Client {
public static void main(String[] args) {
//春節來了,使用春節促銷活動
SalesMan salesMan = new SalesMan(new StrategyA());
//展示促銷活動
salesMan.salesManShow();
System.out.println("==============");
//中秋節到了,使用中秋節的促銷活動
salesMan.setStrategy(new StrategyB());
//展示促銷活動
salesMan.salesManShow();
System.out.println("==============");
//聖誕節到了,使用聖誕節的促銷活動
salesMan.setStrategy(new StrategyC());
//展示促銷活動
salesMan.salesManShow();
}
}
4、優缺點
1,優點:
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策略類之間可以自由切換
由於策略類都實現同一個接口,所以使它們之間可以自由切換。
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易於擴展
增加一個新的策略只需要添加一個具體的策略類即可,基本不需要改變原有的代碼,符合“開閉原則“
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避免使用多重條件選擇語句(if else),充分體現面向對象設計思想。
2,缺點:
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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。
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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。
5、使用場景
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一個系統需要動態地在幾種算法中選擇一種時,可將每個算法封裝到策略類中。
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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,可將每個條件分支移入它們各自的策略類中以代替這些條件語句。
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系統中各算法彼此完全獨立,且要求對客戶隱藏具體算法的實現細節時。
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系統要求使用算法的客戶不應該知道其操作的數據時,可使用策略模式來隱藏與算法相關的數據結構。
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多個類只區別在表現行爲不同,可以使用策略模式,在運行時動態選擇具體要執行的行爲。
6、JDK源碼解析
Comparator
中的策略模式。在Arrays類中有一個 sort()
方法,如下:
public class Arrays{
public static <T> void sort(T[] a, Comparator<? super T> c) {
if (c == null) {
sort(a);
} else {
if (LegacyMergeSort.userRequested)
legacyMergeSort(a, c);
else
TimSort.sort(a, 0, a.length, c, null, 0, 0);
}
}
}
Arrays就是一個環境角色類,這個sort方法可以傳一個新策略讓Arrays根據這個策略來進行排序。就比如下面的測試類。
public class demo {
public static void main(String[] args) {
Integer[] data = {12, 2, 3, 2, 4, 5, 1};
// 實現降序排序
Arrays.sort(data, new Comparator<Integer>() {
public int compare(Integer o1, Integer o2) {
return o2 - o1;
}
});
System.out.println(Arrays.toString(data)); //[12, 5, 4, 3, 2, 2, 1]
}
}
這裏我們在調用Arrays的sort方法時,第二個參數傳遞的是Comparator接口的子實現類對象。所以Comparator充當的是抽象策略角色,而具體的子實現類充當的是具體策略角色。這裏傳遞了一個匿名內部類形式的子實現類。環境角色類(Arrays)應該持有抽象策略的引用來調用。那麼,Arrays類的sort方法到底有沒有使用Comparator子實現類中的 compare()
方法嗎?讓我們繼續查看TimSort類的 sort()
方法,代碼如下:
class TimSort<T> {
static <T> void sort(T[] a, int lo, int hi, Comparator<? super T> c,
T[] work, int workBase, int workLen) {
assert c != null && a != null && lo >= 0 && lo <= hi && hi <= a.length;
int nRemaining = hi - lo;
if (nRemaining < 2)
return; // Arrays of size 0 and 1 are always sorted
// If array is small, do a "mini-TimSort" with no merges
if (nRemaining < MIN_MERGE) {
int initRunLen = countRunAndMakeAscending(a, lo, hi, c);
binarySort(a, lo, hi, lo + initRunLen, c);
return;
}
...
}
private static <T> int countRunAndMakeAscending(T[] a, int lo, int hi,Comparator<? super T> c) {
assert lo < hi;
int runHi = lo + 1;
if (runHi == hi)
return 1;
// Find end of run, and reverse range if descending
if (c.compare(a[runHi++], a[lo]) < 0) { // Descending
while (runHi < hi && c.compare(a[runHi], a[runHi - 1]) < 0)
runHi++;
reverseRange(a, lo, runHi);
} else { // Ascending
while (runHi < hi && c.compare(a[runHi], a[runHi - 1]) >= 0)
runHi++;
}
return runHi - lo;
}
}
上面的代碼中最終會跑到 countRunAndMakeAscending()
這個方法中。我們可以看見,只用了compare方法,所以在調用Arrays.sort方法只傳具體compare重寫方法的類對象就行,這也是Comparator接口中必須要子類實現的一個方法。