设计模式之策略模式(Strategy Pattern)

策略模式的定义与特点

策略（Strategy）模式的定义：该模式定义了一系列算法，并将每个算法封装起来，使它们可以相互替换，且算法的变化不会影响使用算法的客户。策略模式属于对象行为模式，它通过对算法进行封装，把使用算法的责任和算法的实现分割开来，并委派给不同的对象对这些算法进行管理。

策略模式的主要优点如下。

1. 多重条件语句不易维护，而使用策略模式可以避免使用多重条件语句。
2. 策略模式提供了一系列的可供重用的算法族，恰当使用继承可以把算法族的公共代码转移到3父类里面，从而避免重复的代码。
3. 策略模式可以提供相同行为的不同实现，客户可以根据不同时间或空间要求选择不同的。
4. 策略模式提供了对开闭原则的完美支持，可以在不修改原代码的情况下，灵活增加新算法。
5. 策略模式把算法的使用放到环境类中，而算法的实现移到具体策略类中，实现了二者的分离。

其主要缺点如下。

1. 客户端必须理解所有策略算法的区别，以便适时选择恰当的算法类。
2. 策略模式造成很多的策略类。

策略模式的结构与实现

策略模式是准备一组算法，并将这组算法封装到一系列的策略类里面，作为一个抽象策略类的子类。策略模式的重心不是如何实现算法，而是如何组织这些算法，从而让程序结构更加灵活，具有更好的维护性和扩展性，现在我们来分析其基本结构和实现方法。

模式的结构

策略模式的主要角色如下。

1. 抽象策略（Strategy）类：定义了一个公共接口，各种不同的算法以不同的方式实现这个接口，环境角色使用这个接口调用不同的算法，一般使用接口或抽象类实现。
2. 具体策略（Concrete Strategy）类：实现了抽象策略定义的接口，提供具体的算法实现。
3. 环境（Context）类：持有一个策略类的引用，最终给客户端调用。
   其结构图如下图所示：
   

模式的实现

package strategy;
public class StrategyPattern
{
    public static void main(String[] args)
    {
        Context c=new Context();
        Strategy s=new ConcreteStrategyA();
        c.setStrategy(s);
        c.strategyMethod();
        System.out.println("-----------------");
        s=new ConcreteStrategyB();
        c.setStrategy(s);
        c.strategyMethod();
    }
}
//抽象策略类
interface Strategy
{   
    public void strategyMethod();    //策略方法
}
//具体策略类A
class ConcreteStrategyA implements Strategy
{
    public void strategyMethod()
    {
        System.out.println("具体策略A的策略方法被访问！");
    }
}
//具体策略类B
class ConcreteStrategyB implements Strategy
{
  public void strategyMethod()
  {
      System.out.println("具体策略B的策略方法被访问！");
  }
}
//环境类
class Context
{
    private Strategy strategy;
    public Strategy getStrategy()
    {
        return strategy;
    }
    public void setStrategy(Strategy strategy)
    {
        this.strategy=strategy;
    }
    public void strategyMethod()
    {
        strategy.strategyMethod();
    }
}

策略模式应用举例

• 实现鸭子项目
  

类结构设计

策略模式：分别封装行为接口，实现算法族，超类里放行为接口对象，在子类里具体设定行为对象。原则就是：分离变化部分，封装接口，基于接口编程各种功能。此模式让行为的变化独立于算法的使用者。

代码实现

策略模式案例代码

策略模式在JDK-Arrays中的应用

• JDK中的Arrays的Comparator就使用了策略模式

类图分析

代码分析

import java.util.Arrays;
import java.util.Comparator;


public class Strategy {

	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
		//数组
		Integer[] data = { 9, 1, 2, 8, 4, 3 };
		// 实现降序排序，返回-1放左边，1放右边，0保持不变
		
		// 说明
		// 1. 实现了 Comparator 接口（策略接口） , 匿名类 对象 new Comparator(){..}
		// 2. 对象 new Comparator(){..} 就是实现了 策略接口 的对象
		// 3. public int compare(Integer o1, Integer o2){} 指定具体的处理方式
		Comparator<Integer> comparator = new Comparator<Integer>() {
			public int compare(Integer o1, Integer o2) {
				if (o1 > o2) {
					return -1;
				} else {
					return 1;
				}
			};
		};
		
		// 说明
		/*
		 * public static  void sort(T[] a, Comparator c) {
		        if (c == null) {
		            sort(a); //默认方法
		        } else { 
		            if (LegacyMergeSort.userRequested)
		                legacyMergeSort(a, c); //使用策略对象c
		            else
		            	// 使用策略对象c
		                TimSort.sort(a, 0, a.length, c, null, 0, 0);
		        }
		    }
		 */
		//方式1 
		Arrays.sort(data, comparator);
		
		System.out.println(Arrays.toString(data)); // 降序排序

		
		//方式2- 同时lambda 表达式实现 策略模式
		Integer[] data2 = { 19, 11, 12, 18, 14, 13 };
		
		Arrays.sort(data2, (var1, var2) -> {
			if(var1.compareTo(var2) > 0) {
				return -1;
			} else {
				return 1;
			}
		});
		
		System.out.println("data2=" + Arrays.toString(data2));
		
	}

}

策略模式的应用场景

策略模式在很多地方用到，如 Java SE 中的容器布局管理就是一个典型的实例，Java SE 中的每个容器都存在多种布局供用户选择。在程序设计中，通常在以下几种情况中使用策略模式较多。

1. 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。
2. 一个类定义了多种行为，并且这些行为在这个类的操作中以多个条件语句的形式出现，可将每个条件分支移入它们各自的策略类中以代替这些条件语句。
3. 系统中各算法彼此完全独立，且要求对客户隐藏具体算法的实现细节时。
   系统要求使用算法的客户不应该知道其操作的数据时，可使用策略模式来隐藏与算法相关的数据结构。
4. 多个类只区别在表现行为不同，可以使用策略模式，在运行时动态选择具体要执行的行为