策略设计模式(Strategy Design Pattern)实际上起到一个解耦的作用,解耦了策略的定义、创建、使用三部分。
其概念是,定义一系列算法类,将每一个算法封装起来,并让它们可以互相替换。
从代码的层面上理解就是,将面向过程编程中的分支(如 if-else 或 switch 分支)代码,转换成面向对象的算法类,通过构建这些类的关系以实现不同分支的选择,实现运行时选择策略。
具体实现
在这里,使用一个加、减、乘的案例来展示策略模式的应用。
首先,对加、减、乘运算抽象出一个公共的方法,定义一个 Strategy
策略接口,其代码示例如下:
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public interface Strategy { |
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// 加、减、乘、除都是对两个数进行处理 |
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int doOperation(int num1, int num2); |
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} |
对于加法,实现 Strategy
策略接口,定义一个 OperationAdd
策略类,其代码示例如下:
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public class OperationAdd implements Strategy { |
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public int doOperation(int num1, int num2) { |
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return num1 + num2; |
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} |
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} |
对于减法,实现 Strategy
策略接口,定义一个 OperationSubtract
策略类,其代码示例如下:
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public class OperationSubtract implements Strategy { |
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public int doOperation(int num1, int num2) { |
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return num1 - num2; |
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} |
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} |
对于乘法,实现 Strategy
策略接口,定义一个 OperationMultiply
策略类,其代码示例如下:
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public class OperationMultiply implements Strategy { |
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public int doOperation(int num1, int num2) { |
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return num1 * num2; |
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} |
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} |
通常,会定义一个 Context
类用于汇总策略类,以方便客户端使用,其代码示例如下:
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public class Context { |
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private final Strategy strategy; |
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public Context(Strategy strategy) { |
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this.strategy = strategy; |
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} |
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public int executeStrategy(int num1, int num2) { |
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return strategy.doOperation(num1, num2); |
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} |
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} |
对于客户端而言,需要理解 Context
类如何使用,以及知道所有的策略类,通过注入不同的 Strategy
对象以达到选择不同策略的效果。
如下是客户端使用策略模式的代码示例:
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public class StrategyDemo { |
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public static void main(String[] args) { |
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Context context = new Context(new OperationAdd()); |
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// 10 + 5 = 15 |
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System.out.println("10 + 5 = " + context.executeStrategy(10, 5)); |
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context = new Context(new OperationSubtract()); |
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// 10 - 5 = 5 |
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System.out.println("10 - 5 = " + context.executeStrategy(10, 5)); |
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context = new Context(new OperationMultiply()); |
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// 10 * 5 = 50 |
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System.out.println("10 * 5 = " + context.executeStrategy(10, 5)); |
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} |
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} |
总结
优点
策略模式的主要优点如下:
- 使用策略模式可以避免使用多重条件语句,如 if-else 或 switch 语句
- 策略模式提供了管理相关算法族的办法,如恰当地使用继承把算法族的公共代码转移到父类中
- 策略模式提供了相同行为的不同实现,客户端可以根据不同的需求使用不同的策略
- 可以在不更改原代码的模式下,灵活增加新的算法,符合开闭原则
- 策略模式把算法的使用放到环境类中,把实现放到具体策略类中,把定义放到客户端中,实现了三者的解耦
缺点
策略模式的主要缺点如下:
- 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
- 策略模式造成很多策略类,增加了维护难度
适用场景
策略模式的适用场景如下:
- 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
- 对于多重条件语句,使用策略模式将这些行为转移到相应的具体策略类中,以替代这些条件语句
- 系统要求使用算法的客户端不应该知道其操作的数据时,可以使用策略模式来封装算法及其数据结构
源码
在 JDK 中,Comparator
接口就是一个策略模式的应用。
实际使用时,Comparator
就是策略接口,使用匿名内部类来实现具体策略类。如下是使用的示例代码:
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import java.util.Arrays; |
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import java.util.Comparator; |
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public class ComparatorDemo { |
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public static void main(String[] args) { |
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String[] names = {"张三", "李四", "小明"}; |
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Comparator<String> comparator = new Comparator<>() { |
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public int compare(String o1, String o2) { |
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return o1.compareTo(o2); |
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} |
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}; |
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Arrays.sort(names, comparator); |
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// [小明, 张三, 李四] |
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System.out.println(Arrays.toString(names)); |
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} |
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} |