大话设计模式|策略模式

前言

设计模式：是前人已经研发好或者设计好的优秀软件设计思想，后来者可以直接使用就能够得到很好的效果的软件模式。设计模式中分为三种类型的模式：创建型模式，结构型模式，行为型模式。创建型模式主要是用于对象的创建，像单例模式，简单工厂模式，工厂方法模式都是比较常见的创建型设计模式。结构型模式用于对象的组成(结构的扩展操作)，如适配器模式，代理模式，装饰模式。最后的行为型模式主要是对于对象的行为(也就是方法)来进行操作，主要有模板模式，策略模式等。本文只对策略模式进行讲解。

什么是策略模式

定义：定义了一组算法，将每个算法都封装起来，并且使它们之间可以互换。

看完定义后基本还是不懂，举个栗子，根据Java万物皆对象的思想，我们假设有一个计算器，根据计算器的价格可以提供不同的运算，最普通的有加减乘除，如果高级一点的话有科学计算器并添加一些高级运算，如幂运算，指数运算等。这个计算器就可以认为是一组算法，计算器里面的各种运算就是各种不同的算法。

策略模式解决了什么问题

通过上面的解释，我们如果不用策略模式会引发什么问题呢？如果没有策略模式，我只能通过Java的特征（封装，继承，多态）来管理对象，当遇到不同类型的计算器时我只能在计算器的父类中添加一个特有的行为，比如说：在上面计算器的基础上，我的计算器加入了幂运算这个行为(算法)，那么我只能去父类定义一个对应的幂运算的方法，要么就在子类中写自己特有的方法。这样一来会引发两个问题，当我在父类定义一个新的方法时，其他子类并没有这个方法，二是如果我在子类中自定义了幂运算的行为，那么将来其他类型的计算机要是也有幂运算，那么也要定义这个方法，将来添加新功能时候还要修改源代码，违背了开闭原则。由此我们想，要是能把行为与类分离开来就好了，当我需要给对象以前的行为基础上添加功能时，只要添加我想要的功能(如上文中的幂运算)。策略模式由此孕育而生。

策略模式的结构

1. 策略顶层接口：用于约束策略的行为，根据这个结构我们可以实现多个类，每个类中都会重写接口中的行为，从而定义了多种行为(一组算法)。上文所说的计算器

2. 实现了策略顶层接口的具体实现类：即具体的行为(算法)实现。计算器中的加减乘除

3. 策略上下文角色：也就是行为(算法)的使用者，即上文所说的不同各式各样的计算机

演示Demo

①定义一个策略的顶层接口：

public interface Strategy {
  int doOperation(int a, int b);
}

②策略具体实现一(添加一个加法)：

public class Strategy01 implements Strategy {
@Override
public int doOperation(int a, int b) {
return a+b;
}
}

策略具体实现二(乘法策略)

public class Strategy02 implements Strategy {
@Override
public int doOperation(int a, int b) {
return a*b;
}
}

③定义一个上下文角色，也就是策略使用者，本例中计算器

public abstract class Context {
Strategy strategy;
public void setStrategy(Strategy strategy) {
this.strategy = strategy;
}
public abstract int doExc(int a, int b);
}

在这个抽象类中我定义了一个行为 doExc() 行为中传入两个参数，用于策略算法中的运算。

定义一个具体的上下文类

public class Instance01 extends Context {
@Override
public int doExc(int a, int b) {
int i = strategy.doOperation(a, b);
return i;
}
}

④客户端演示策略不同策略

public class test {
public static void main(String[] args) {
Context instance01 = new Instance01();
instance01.setStrategy(new Strategy01());
int i = instance01.doExc(10, 5);
System.out.println(i);
// --------------
Context instance02 = new Instance01();
instance02.setStrategy(new Strategy02());
int y= instance02.doExc(10, 5);
System.out.println(y);
// --------------
}
}

控制台输出结果为：

15

50

UML图

根据UML图可以清楚的看到行为策略和上下文对象(策略的使用者)完全解耦了。当我们需要增加新的策略时(如计算器新添指数运算)，我们只需要创建一个新的类实现策略接口重写方法，然后传给上下文对象即可

总结：策略模式是一种行为型模式，它能够很好的将多变的行为与类解耦，当我们有新的需求变更时，只需new一个新的策略然后传给使用者即可，从而不用去修改使用者内部代码，很好的体现了开闭原则设计思想。