策略模式(strategy pattern)

策略模式(Strategy pattern)

定义

Define a family of algorithms, encapsulate each one, and make them interchangeable. [The] Strategy [pattern] lets the algorithm vary independently from clients that use it.

策略模式定义了一组算法，将它们逐个封装起来，并使它们可以相互替换。策略可以让算法独立于使用它们的客户而变化。

类图

策略模式类图

• Strategy: 策略接口或者策略抽象类，并且策略执行的接口
• ConcreateStrategyA等：实现策略接口的具体策略类
• Context：上下文类，持有具体策略类的实例，并负责调用相关的算法

实现

strategy接口

策略接口，定义策略执行接口

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

具体strategy类

具体策略类，实现策略接口，提供具体算法

// 加法算法
public class AddStrategy implements Strategy{
    @Override
    public int calculate(int a, int b) {
        return a + b;
    }
}
// 减法算法
public class SubtractStrategy implements Strategy{
    @Override
    public int calculate(int a, int b) {
        return a - b;
    }
}

Context类

Context类，持有具体策略类的实例，负责调用具体算法

public class Context {
    private Strategy strategy;

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

    // 动态替换算法(策略)
    public void replaceStrategy(Strategy strategy) {
        this.strategy = strategy;
    }

    public int calculate(int a, int b) {
        return strategy.calculate(a, b);
    }
}

测试结果

public static void main(String[] args) {
    Strategy addStrategy = new AddStrategy();
    Context context = new Context(addStrategy);
    // 输出3
    System.out.println(context.calculate(1, 2));

    Strategy subStrategy = new SubtractStrategy();
    // 动态替换算法(策略)
    context.replaceStrategy(subStrategy);
    // 输出-1
    System.out.println(context.calculate(1, 2));
}

测试main方法中，我们先使用"加法策略(算法)"创建一个context，然后调用calculate(1,2)方法得到结果3。然后动态替换策略为"减法策略(算法)"，再次调用calculate(1,2)得到结果-1。

策略枚举

我们可以使用java枚举来拓展策略模式。如下所示

public enum  StrategyEnum {
    ADD {
        @Override
        public int calculate(int a, int b) {
            return a + b;
        }
    },

    SUBTRACT {
        @Override
        public int calculate(int a, int b) {
            return a - b;
        }
    };

    public abstract int calculate(int a, int b);

    public static void main(String[] args) {
        // 3
        int addResult = StrategyEnum.ADD.calculate(1, 2);
        System.out.println(addResult);

        // -1
        int subResult = StrategyEnum.SUBTRACT.calculate(1, 2);
        System.out.println(subResult);

    }
}

麻雀虽小，五脏俱全。策略模式的几个要素，在策略枚举里都能找到。首先是Strategy接口，这里由抽象的calculate方法充当。而ConcreteStrategy则由枚举值ADD、SUBTRACT充当。Context则是枚举类本身，通过枚举类选择不同的枚举值也就相当于选择不同的策略(算法)。

分析

策略模式优点

• 策略模式提供了对“开闭原则”的完美支持，用户可以在不修改原有系统的基础上选择算法（策略），并且可以灵活地增加新的算法（策略）。

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。

总结

1. 委托
2. 策略模式的主要目的是将算法的定义与使用分开，也就是将算法的行为和环境分开
3. 动态改变算法(热插拔)
4. 算法可以重用(模板方法中算法不可重用)

参考资料：

• 策略模式

• Java设计模式（十二） 策略模式