设计模式(10)---->策略模式
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小强斋太 发表于1年前
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策略模式

一. 概述

  它定义了算法家族,分别封装起来,让它们之间可以互相替换,此模式让算法的变化不会影响到使用算法的客户端。

二. 模式解读

2.1 策略模式的一般化类图

2.2 模式中的角色

2.1 策略类(Stratege):定义所有支持的算法的公共接口。

2.2 具体策略类(Concrete Stratege):封装了具体的算法或行为,继承于Stratege类。

2.3 上下文类(Context):用一个ConcreteStratege来配置,维护一个对Stratege对象的引用。

2.3、代码结构

Strategy

// 策略类,定义了所有支持的算法的公共接口
public interface Strategy {
	// 策略类中支持的算法,当然还可以有更多,这里只定义了一个。
	public  void algorithm();
}

具体策略类A

public class ConcreteStrategeA implements Strategy {

	@Override
	public void algorithm() {
		System.out.println("算法A中的实现");

	}

}

具体策略类B

public class ConcreteStrategeB implements Strategy {

	@Override
	public void algorithm() {
		System.out.println("算法B中的实现");

	}

}

上下文类

// 承上启下的算法调用

class Context {
	private Strategy strategy;

	// 传入具体策略对象

	public Context(Strategy strategy) {
		this.strategy = strategy;
	}

	// 根据策略对象的值判断调用的算法类

	public void ContextInterface() {
		strategy.algorithm();
	}
}

三. 模式总结

3.1 优点

  1. 策略模式是一种定义一系列算法的方法,从概念上来看,所有算法完成的都是相同的工作,只是实现不同,它可以以相同的方式调用所有的算法,减少了各种算法类与使用算法类之间的耦合。
  2. 策略模式的Stratege类为Context定义了一系列的可供重用的算法或行为。继承有助于析取出这些算法的公共功能。
  3. 策略模式每个算法都有自己的类,可以通过自己的接口单独测试。因而简化了单元测试。
  4. 策略模式将具体算法或行为封装到Stratege类中,可以在使用这些类中消除条件分支(避免了不同行为堆砌到一个类中)。

3.2 缺点

    将选择具体策略的职责交给了客户端,并转给Context对象

3.3 适用场景

  • 当实现某个功能需要有不同算法要求时
  • 不同时间应用不同的业务规则时

3.4设计原则

    设计原则是把一个类中经常改变或者将来可能改变的部分提取出来,作为一个接口(c++z中可以用虚类),然后在类中包含这个对象的实例,这样类的实例在运行时就可以随意调用实现了这个接口的类的行为。下面是一个例子。  
    策略模式属于对象行为型模式,主要针对一组算法,将每一个算法封装到具有共同接口的独立的类中,从而使得它们可以相互替换。策略模式使得算法可以在不影响 到客户端的情况下发生变化。通常,策略模式适用于当一个应用程序需要实现一种特定的服务或者功能,而且该程序有多种实现方式时使用。

四. 应用实例1:(排序)

排序是我们经常接触到的算法,实现对一个数组的排序有很多方法,即可以采用不同的策略。下面给出了排序功能的策略模式的解决方案。

实现类图

代码

排序策略接口

public interface SortStratege {
	// 排序
	public int[] Sort(int[] array);
}

冒泡排序策略

// 冒泡排序

public class BubbleSort implements SortStratege {

	public int[] Sort(int[] array) {
		// 实现冒泡排序算法
		for (int i = 0; i < array.length; i++) {
			for (int j = i + 1; j < array.length; j++) {
				if (array[i] > array[j]) {
					int temp = array[j];
					array[j] = array[i];
					array[i] = temp;
				}
			}
		}

		return array;
	}
}

插入排序策略

//插入排序
public class InsertSort implements SortStratege {

	// 插入排序算法(递增排序)
	public int[] Sort(int[] array) {
		// 实现插入排序算法
		int temp;
		int i, j, n;
		n = array.length;

		for (i = 1; i < n; i++) {
			temp = array[i];
			for (j = i; j > 0; j--) {
				if (temp < array[j - 1])
					array[j] = array[j - 1];
				else
					break;

				array[j] = temp;
			}
		}
		return null;
	}
}

排序上下文

public class SortContext {
	private int[] m_Array;
	private SortStratege m_Stratege;

	// 初始化时将要排序的数组和排序策略传入给Context

	public SortContext(int[] array, SortStratege stratege) {
		m_Array = array;
		m_Stratege = stratege;
	}

	// 调用排序算法

	public int[] Sort() {
		int[] result = m_Stratege.Sort(this.m_Array);

		return result;
	}
}

Client

public class Client {
	public static void main(String[] args) {
		int[] array = new int[] { 12, 8, 9, 18, 22 };

		//使用冒泡排序算法进行排序
		SortStratege sortStratege = new BubbleSort();
		SortContext sorter = new SortContext(array, sortStratege);
		int[] result = sorter.Sort();
		
		for (int i : result) {
			System.out.println(i);
		}

		//使用插入排序算法进行排序
		SortStratege sortStratege2 = new InsertSort();
		SortContext sorter2 = new SortContext(array, sortStratege2);
		int[] result2 = sorter.Sort();
		
		for (int i : result2) {
			System.out.println(i);
		}

	}
}

五. 应用实例2:(诸葛亮三个锦囊)

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,妙计是诸葛亮给的,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。

 

三个妙计是同一类型的东西,那咱就写个接口:

/**
 * 首先定义一个策略接口,这是诸葛亮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:

/**
 * 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:

/**
 * 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:

/**
 * 孙夫人断后,挡住追兵。
 */
public class BackEnemy 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:

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去江东使用

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

		// 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

		// 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 BackEnemy());
		context.operate();// 拆开执行
	}

}

就这三招,搞得的周郎是“赔了夫人又折兵”呀!这就是策略模式,高内聚低耦合的特点也表现出来了,还有一个就是扩展性,也就是OCP原则,策略类可以继续添加下去气,只是修改Context.java就可以了。

六. 应用实例3:(布局管理器)

在 Java 语言中对策略模式的应用是很多的,我们这里举个布局管理器的例子。在java.awt 类库中有很多种设定好了的Container 对象的布局格式,这些格式你可以在创建软件界面的时候使用到。如果不使用策略模式,那么就没有了对布局格式扩展的可能,因为你要去修改Container 中的方法,去让它知道你这种布局格式,这显然是不可行的。

 

让我们来看看 java 源码中的实现吧。先来看看参与的类和他们扮演的角色吧。

布局管理器接口的代码:

public interface LayoutManager {
	void addLayoutComponent(String name, Component comp);

	Dimension minimumLayoutSize(Container parent);

	void layoutContainer(Container parent);
}

LayoutManager FlowLayout 就是具体的策略,代码不在

public class FlowLayout implements LayoutManager, java.io.Serializable

 

public class GridLayout implements LayoutManager, java.io.Serializable

Container

public class Container extends Component {
	
	LayoutManager layoutMgr;//对布局管理器接口的引用

	public LayoutManager getLayout() {
		return layoutMgr;
	}

	public void setLayout(LayoutManager mgr) {
		layoutMgr = mgr;
		if (valid) {
			invalidate();
		}
	}
}

可以看到,Container 根本就不关心你使用的是什么具体的布局管理器,这样也就使得Container 不会随着布局管理器的增多而修改本身。所以说策略模式是对变化的封装。

参考:

http://yangguangfu.iteye.com/blog/815107

http://www.cnblogs.com/wangjq/archive/2012/07/03/2570344.html

 

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