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设计模式之策略模式(设计模式之策略模式详细介绍)

概述

先看下面的图片,我们去旅游选择出行模式有很多种,可以骑自行车、可以坐汽车、可以坐火车、可以坐飞机。

作为一个程序猿,开发需要选择一款开发工具,当然可以进行代码开发的工具有很多,可以选择Idea进行开发,也可以使用eclipse进行开发,也可以使用其他的一些开发工具。

定义:

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。

结构

策略模式的主要角色如下:

  • 抽象策略(Strategy)类:这是一个抽象角色,通常由一个接口或抽象类实现。此角色给出所有的具体策略类所需的接口。

  • 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或行为。

  • 环境(Context)类:持有一个策略类的引用,最终给客户端调用。

案例实现

【例】促销活动

一家百货公司在定年度的促销活动。针对不同的节日(春节、中秋节、圣诞节)推出不同的促销活动,由促销员将促销活动展示给客户。类图如下:

代码如下:

定义百货公司所有促销活动的共同接口

public interface Strategy {     void show(); } 复制代码

定义具体策略角色(Concrete Strategy):每个节日具体的促销活动

//为春节准备的促销活动A public class StrategyA implements Strategy {     public void show() {         System.out.println("买一送一");     } } //为中秋准备的促销活动B public class StrategyB implements Strategy {     public void show() {         System.out.println("满200元减50元");     } } //为圣诞准备的促销活动C public class StrategyC implements Strategy {     public void show() {         System.out.println("满1000元加一元换购任意200元以下商品");     } } 复制代码

定义环境角色(Context):用于连接上下文,即把促销活动推销给客户,这里可以理解为销售员

public class SalesMan {                             //持有抽象策略角色的引用                                   private Strategy strategy;                                                                      public SalesMan(Strategy strategy) {                this.strategy = strategy;                   }                                                                                               //向客户展示促销活动                                     public void salesManShow(){                         strategy.show();                            }                                           }                                               复制代码

优缺点

1,优点:

  • 策略类之间可以自由切换

    由于策略类都实现同一个接口,所以使它们之间可以自由切换。

  • 易于扩展

    增加一个新的策略只需要添加一个具体的策略类即可,基本不需要改变原有的代码,符合“开闭原则“

  • 避免使用多重条件选择语句(if else),充分体现面向对象设计思想。

2,缺点:

  • 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。

  • 策略模式将造成产生很多策略类,可以通过使用享元模式在一定程度上减少对象的数量。

使用场景

  • 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。

  • 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,可将每个条件分支移入它们各自的策略类中以代替这些条件语句。

  • 系统中各算法彼此完全独立,且要求对客户隐藏具体算法的实现细节时。

  • 系统要求使用算法的客户不应该知道其操作的数据时,可使用策略模式来隐藏与算法相关的数据结构。

  • 多个类只区别在表现行为不同,可以使用策略模式,在运行时动态选择具体要执行的行为。

JDK源码解析

Comparator 中的策略模式。在Arrays类中有一个 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);         }     } } 复制代码

Arrays就是一个环境角色类,这个sort方法可以传一个新策略让Arrays根据这个策略来进行排序。就比如下面的测试类。

public class demo {     public static void main(String[] args) {         Integer[] data = {12, 2, 3, 2, 4, 5, 1};         // 实现降序排序         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]     } } 复制代码

这里我们在调用Arrays的sort方法时,第二个参数传递的是Comparator接口的子实现类对象。所以Comparator充当的是抽象策略角色,而具体的子实现类充当的是具体策略角色。环境角色类(Arrays)应该持有抽象策略的引用来调用。那么,Arrays类的sort方法到底有没有使用Comparator子实现类中的 compare() 方法吗?让我们继续查看TimSort类的 sort() 方法,代码如下:

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;     } } 复制代码

上面的代码中最终会跑到 countRunAndMakeAscending() 这个方法中。我们可以看见,只用了compare方法,所以在调用Arrays.sort方法只传具体compare重写方法的类对象就行,这也是Comparator接口中必须要子类实现的一个方法。


作者:是王菜菜呀
链接:https://juejin.cn/post/7028963454237016078


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