JAVA设计模式之策略模式

2021 年 6 月 2 日
筆記
Java设计模式

1.策略模式的介绍

　　策略模式属于对象的行为模式。其用意是针对一组算法，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。

简单的说，策略模式代表了一类算法的通用解决方案，你可以在运行时选择使用哪种解决方案。

策略模式的重心

　　策略模式的重心不是如何实现算法, 而是如何组织、调用这些算法，从而使得程序结构更加灵活，具有更好的维护性和扩展性。

算法的平等性

　　策略模式一个很大的特点就是各个策略算法的平等性。对于一系列具体的策略算法，地位都是一样的，因此可以实现算法之间可以互相替换。所有的策略算法在实现上也是相互独立的，相互之间是没有依赖的。所以可以这样描述这一系列策略算法：策略算法是相同行为的不同实现。

运行时策略的唯一性

　　运行期间，策略模式在每一个时刻只能使用一个具体的策略实现对象，虽然可以动态地在不同的策略实现中切换，但是同时只能使用一个。

公有的行为

　　经常见到的是，所有的具体策略都有一些公有的行为。这时候，就应该把这些公有的行为放到共同的抽象策略角色

Strategy类里面。这时不能使用接口，应该使用抽象类来实现。

2.策略模式的结构

　　策略模式包含三部分内容:(如图所示)

　　　　a.一个或多个使用策略对象的客户.(环境角色)

　　　　b.一个代表某个算法的接口, 它是策略模式的接口. (抽象策略角色)

　　　　c.一个或多个该接口的具体实现, 它们代表了算法的多种实现.(具体策略角色)

3.策略模式的应用

　　a.容错恢复机制, 程序运行的时候, 如果发生某种错误, 系统并不会直接挂掉或者说影响系统的其他功能点. 而是系统可以容忍这样的错误, 并且事先提供好了这种容错恢复机制, 来使得程序正常的运行下去.

　　例如: 一个系统要对所有的操作进行日志记录, 且需要把日志记录落库, 方便后续的使用, 但是在把日志记录落库的时候, 可能会发生错误, 如数据库出现问题, 那就先可以记录在文件里面, 等到数据库问题修复, 再把文件中的日志记录同步到数据库中去. 对于这样的功能设计, 可以采用策略设计模式, 根据需要在运行期间进行动态的切换.

　　b.假设现在要设计一个会员机制的购物系统, 对本系统的所有SVIP提供打八折的购物优惠, 对本系统的所有VIP提供打九折的购物优惠, 对非会员购物不打折. 那么对于这样的系统功能设计, 也可以采用策略模式来设计.

　　c.使用不同的条件(物品的重量或者颜色等)来筛选库存中的物品, 可以将这一模式应用到更广泛的领域, 比如使用不同的标准来验证输入的有效性, 使用不同的方式来分析或者格式化输入.

4.策略模式Demo

　　假设现在需要根据业务的需求，对调用接口传进来的参数，选择合适的策略进行处理，这里假设有策略一和策略二。

　　Client：

 1 /**
 2  * @author lyh
 3  * @version v-1.0.0
 4  * @since 2021/6/2
 5  */
 6 public class Client {
 7     public static void main(String[] args) {
 8         //根据需要客户自行选择策略
 9 
10         //选择策略1
11         StrategyObj strategyOne = new StrategyObj(new StrategyOne());
12         System.out.println(strategyOne.strategy("one"));
13         //选择策略2
14         StrategyObj strategyTwo = new StrategyObj(new StrategyTwo());
15         System.out.println(strategyTwo.strategy("two"));
16     }
17 }
18 
19 输出：
20 执行策略1!
21 执行策略2!
22 
23 Process finished with exit code 0

　　策略接口：

 1 /**
 2  * @desc:策略接口
 3  */
 4 public interface Strategy {
 5     String execute(String s);
 6 }
 7 
 8 /**
 9  * @desc:策略接口封装
10  */
11 public class StrategyObj {
12 
13     private final Strategy strategy;
14 
15     public StrategyObj(Strategy v) {
16         this.strategy = v;
17     }
18 
19     public String strategy(String s) {
20         return strategy.execute(s);
21     }
22 
23 }

　　策略实现：

 1 /**
 2  * @desc:策略一
 3  */
 4 public class StrategyOne implements Strategy {
 5     @Override
 6     public String execute(String s) {
 7         return "执行策略1!";
 8     }
 9 }
10 
11 /**
12  * @desc:策略二
13  */
14 public class StrategyTwo implements Strategy {
15     @Override
16     public String execute(String s) {
17         return "执行策略2!";
18     }
19 }

5.使用Lambda表达式

　　通过上面的demo应该可以意识到Strategy是一个函数式接口；除此之外，它还与Predicate<String>具有同样的函数描述。这意味着我们不需要声明新的类来实现不同的策略，通过直接传递Lambda表达式就能达到同样的目的且更简洁。

1 public class Client {
2     public static void main(String[] args) {
3         StrategyObj strategyOne = new StrategyObj((String s) -> {return "执行策略1";});
4         System.out.println(strategyOne.strategy("one"));
5 
6         StrategyObj strategyTwo = new StrategyObj((String s) -> {return "执行策略2";});
7         System.out.println(strategyTwo.strategy("two"));
8     }
9 }

　　Lambda表达式避免了采用策略设计模板时僵化的模板代码。仔细看上面的代码会发现,Lambda表达式实际已经对策略进行了封装, 这就是创建策略设计模式的初衷.

6.策略模式的优缺点

　　优点

　　a.使用策略模式可以避免使用多重条件if…else if…else语句, 多重条件不易维护且代码可读性差.

　　b.策略模式提供了管理相关的算法族的办法. 策略类的等级结构定义了一个算法或者行为族. 恰当使用继承可以把公共的代码移到父类里面, 从而避免代码重复.

　　缺点

　　a.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. 这就意味着客户端必须理解这些算法的区别, 以便适时选择恰当的算法类. 换言之, 策略模式只适用于客户端知道算法或行为的情况.

　　b.由于策略模式把每个具体的策略实现都单独封装成类, 如果备选的策略很多的话, 那么对象的数目就会很多.

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