设计模式学习笔记-策略模式
在讲策略模式之前，我先给大家举个日常生活中的例子，从首都国际机场到XXX酒店，怎么过去？1）酒店接机服务，直接开车来接。2）打车过去。3)机场快轨+地铁 4）机场巴士 5）公交车 6）走路过去(不跑累死的话） 等等。使用方法，我们都可以达到从机场到XXX酒店的目的，对吧。那么我所列出的从机场到XXX酒店的的方法，就是我们可以选择的策略。
再举个例子，就是我们使用WCF时，往往避免不了对它进行扩展，例如授权，我们可以通过自定义授权来扩展WCF。这里我们可以通过自定义AuthorizationPolicy和ServiceAuthorizationManager来实现对它的扩展，这是策略模式的一个真实应用。
1. 概述
它定义了算法家族，分别封装起来，让它们之间可以互相替换，此模式让算法的变化不会影响到使用算法的客户端。
2. 模式中的角色
2.1 策略类（Stratege）：定义所有支持的算法的公共接口。
2.2 具体策略类（Concrete Stratege）：封装了具体的算法或行为，继承于Stratege类。
2.3 上下文类（Context）：用一个ConcreteStratege来配置，维护一个对Stratege对象的引用。
对比开篇例子分析一下这个模式中的角色：
在从机场到XXX酒店的这个例子中，策略类中必然要包括GoToHotel这个方法。而具体策略类应该实现或继承策略类，它的实现就不用说了。上下文类，这个类很重要，也很有意思，因为它需要去选择使用哪个策略，例如这个上下我是我，我要从机场到XXX酒店，1）我根本不差钱，酒店也提供接机服务，那我必然选择酒店接机呀；2）如果酒店不提供接机我就选择打的。3）如果我囊中羞涩，就可以选择公共交通。4）如果我现在钱都花完了，连吃饭的钱都没有了，那么我只能选择走路过去了，没准半道上还得讨饭呢！
3. 模式解读
3.1 策略模式的一般化类图
3.2 策略模式的代码实现
/// <summary> /// 策略类，定义了所有支持的算法的公共接口 /// </summary> public abstract class Stratege { /// <summary> /// 策略类中支持的算法，当然还可以有更多，这里只定义了一个。 /// </summary> public abstract void Algorithm(); } /// <summary> /// 具体策略 A，实现了一种具体算法 /// </summary> public class ConcreteStrategeA : Stratege { /// <summary> /// 具体算法 /// </summary> public override void Algorithm() { // 策略A中实现的算法 } } /// <summary> /// 具体策略 B，实现了一种具体算法 /// </summary> public class ConcreteStrategeB : Stratege { /// <summary> /// 具体算法 /// </summary> public override void Algorithm() { // 策略B中实现的算法 } } /// <summary> /// Context 上下文，维护一个对Stratege对象的引用 /// </summary> public class Context { private Stratege m_Stratege; /// <summary> /// 初始化上下文时，将具体策略传入 /// </summary> /// <param name="stratege"></param> public Context(Stratege stratege) { m_Stratege = stratege; } /// <summary> /// 根据具体策略对象，调用其算法 /// </summary> public void ExecuteAlgorithm() { m_Stratege.Algorithm(); } }
4. 模式总结
4.1 优点
4.1.1 策略模式是一种定义一系列算法的方法，从概念上来看，所有算法完成的都是相同的工作，只是实现不同，它可以以相同的方式调用所有的算法，减少了各种算法类与使用算法类之间的耦合。
4.1.2 策略模式的Stratege类为Context定义了一系列的可供重用的算法或行为。继承有助于析取出这些算法的公共功能。
4.1.3 策略模式每个算法都有自己的类，可以通过自己的接口单独测试。因而简化了单元测试。
4.1.4 策略模式将具体算法或行为封装到Stratege类中，可以在使用这些类中消除条件分支（避免了不同行为堆砌到一个类中）。
4.2 缺点
将选择具体策略的职责交给了客户端，并转给Context对象
4.3 适用场景
4.3.1 当实现某个功能需要有不同算法要求时
4.3.2 不同时间应用不同的业务规则时
5. 实例：排序是我们经常接触到的算法，实现对一个数组的排序有很多方法，即可以采用不同的策略。下面给出了排序功能的策略模式的解决方案。
5.1 实现类图
5.2 代码实现
/// <summary> /// 排序算法策略 /// </summary> public abstract class SortStratege { /// <summary> /// 排序 /// </summary> /// <param name="array"></param> /// <returns></returns> public abstract int[] Sort(int[] array); } /// <summary> /// 冒泡排序 /// </summary> public class BubbleSort : SortStratege { /// <summary> /// 冒泡排序算法(递增排序) /// </summary> /// <param name="array"></param> /// <returns></returns> public override int[] Sort(int[] array) { // 实现冒泡排序算法 for (int i = 0; i < array.Length; i++) { for (int j = i + 1; j < array.Length; j++) { if (array[i] > array[j]) { int temp = array[j]; array[j] = array[i]; array[i] = temp; } } } return array; } } /// <summary> /// 插入排序 /// </summary> public class InsertSort : SortStratege { /// <summary> /// 插入排序算法(递增排序) /// </summary> /// <param name="array"></param> /// <returns></returns> public override int[] Sort(int[] array) { // 实现插入排序算法 int temp; int i, j, n; n = array.Length; for (i = 1; i < n; i++) { temp = array[i]; for (j = i; j > 0; j--) { if (temp < array[j - 1]) array[j] = array[j - 1]; else break; array[j] = temp; } } return null; } } public class SortContext { private int[] m_Array; private SortStratege m_Stratege; /// <summary> /// 初始化时将要排序的数组和排序策略传入给Context /// </summary> /// <param name="array"></param> /// <param name="stratege"></param> public SortContext(int[] array, SortStratege stratege) { m_Array = array; m_Stratege = stratege; } /// <summary> /// 调用排序算法 /// </summary> /// <returns></returns> public int[] Sort() { int[] result = m_Stratege.Sort(this.m_Array); return result; } }
5.3 客户端代码
public class Program { public static void Main(Object[] args) { int[] array = new int[] { 12, 8, 9, 18, 22 }; //使用冒泡排序算法进行排序 SortStratege sortStratege = new BubbleSort(); SortContext sorter = new SortContext(array, sortStratege); int[] result = sorter.Sort(); //使用插入排序算法进行排序 SortStratege sortStratege2 = new InsertSort(); SortContext sorter2 = new SortContext(array, sortStratege2); int[] result2 = sorter.Sort(); } }