Java设计模式——策略模式
前言
今天学习java集合的时候用到了Comparator接口，查资料说用Comparator是策略模式，所以只能先学习一下策略模式，参考书籍《设计模式》（ps：《head first系列》没在实验室
）
意图
定义一系列的算法，把它们一个个封装起来，并且使它们可以相互替换。本模式可以使算法独立于使用它的客户而变化
适用性
当存在以下情况时使用Strategy模式：
- 许多相关的类仅仅是行为有异。”策略“提供了一种用多个行为中的一个行为来配置一个类的方法
- 需要使用一个算法的不同变体。例如，你可能会定义一些反映不同的空间/时间权衡的算法
- 算法使用客户不应该知道的数据。可使用策略模式以避免暴露复杂的、与算法相关的数据结构
- 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。将相关的条件分支移入它们各自的Strategy类中以代替这些条件语句
结构
参与者
这个模式设计到三个角色：
- Strategy（抽象策略）：定义所有支持的算法的公共接口。Context使用这个接口来调用某ConcreteStrategy定义的算法
- ConcreteStrategy（具体策略）：以Strategy接口实现某具体算法
- Context（上下文）：持有一个Strategy引用
示例代码
Strategy
package strategy;
public interface Strategy {
/**
* 策略方法
*/
public void algorithmInterface();
}
ConcreteStrategy
package strategy;
public class ConcreteStrategyA implements Strategy{
/**
* 重写接口算法
* @Override
*/
public void algorithmInterface() {
System.out.println("A");
}
}
package strategy;
public class ConcreteStrategyB implements Strategy{
/**
* 重写接口算法
* @Override
*/
public void algorithmInterface() {
System.out.println("B");
}
}
package strategy;
public class ConcreteStrategyC implements Strategy{
/**
* 重写接口算法
* @Override
*/
public void algorithmInterface() {
System.out.println("C");
}
}
Context
package strategy;
public class Context {
/**
* 具体策略对象作为成员属性
*/
private Strategy instance;
/**
* 构造函数，传入一个具体策略对象
*
* @param instance
*/
public Context(Strategy instance) {
this.instance = instance;
}
/**
* 策略方法（多态）
*/
public void contextInterface() {
this.instance.algorithmInterface();
}
/**
* 测试用例
*/
public static void main(String args[]) {
Context c = new Context(new ConcreteStrategyA());
c.contextInterface();
}
}
Java源码分析（策略模式体现）
声明：这里参考了 Java源码分析-策略模式在Java集合框架实现代码中的体现
在java的集合框架中，构造Map或者Set时传入Comparator比较器，或者创建比较器传入Collections类的静态方法中作为方法的参数为Collection排序时，都使用了策略模式
简单的调用代码：
import java.util.*;
public class TestComparator {
public static void main(String args[]) {
LinkedList<String> list = new LinkedList<String>();
list.add("wangzhengyi");
list.add("bululu");
// 创建一个逆序比较器
Comparator<String> r = Collections.reverseOrder();
// 通过逆序比较器进行排序
Collections.sort(list, r);
System.out.println(list);
}
}
使用Collections.reverseOrder()方法实现一个比较器后，再调用Collections.sort(list, r)把比较器传入该方法中进行排序，下面看一下sort(list, r)中的代码：
public static <T> void sort(List<T> list, Comparator<? super T> c) {
Object[] a = list.toArray();
Arrays.sort(a, (Comparator)c);
ListIterator i = list.listIterator();
for (int j=0; j<a.length; j++) {
i.next();
i.set(a[j]);
}
}
Array.sort(a, (Comparator)c);这句继续把比较器传入处理，下面是Array.sort(a, (Comparator)c)的具体操作：
public static <T> void sort(T[] a, Comparator<? super T> c) {
if (LegacyMergeSort.userRequested)
legacyMergeSort(a, c);
else
TimSort.sort(a, c);
}
static <T> void sort(T[] a, Comparator<? super T> c) {
sort(a, 0, a.length, c);
}
/** To be removed in a future release. */
private static <T> void legacyMergeSort(T[] a, Comparator<? super T> c) {
T[] aux = a.clone();
if (c==null)
mergeSort(aux, a, 0, a.length, 0);
else
mergeSort(aux, a, 0, a.length, 0, c);
}
继续跟下去好了：
private static void mergeSort(Object[] src,
Object[] dest,
int low, int high, int off,
Comparator c) {
int length = high - low;
// Insertion sort on smallest arrays
if (length < INSERTIONSORT_THRESHOLD) {
for (int i=low; i<high; i++)
for (int j=i; j>low && c.compare(dest[j-1], dest[j])>0; j--)
swap(dest, j, j-1);
return;
}
// Recursively sort halves of dest into src
int destLow = low;
int destHigh = high;
low += off;
high += off;
int mid = (low + high) >>> 1;
mergeSort(dest, src, low, mid, -off, c);
mergeSort(dest, src, mid, high, -off, c);
// If list is already sorted, just copy from src to dest. This is an
// optimization that results in faster sorts for nearly ordered lists.
if (c.compare(src[mid-1], src[mid]) <= 0) {
System.arraycopy(src, low, dest, destLow, length);
return;
}
// Merge sorted halves (now in src) into dest
for(int i = destLow, p = low, q = mid; i < destHigh; i++) {
if (q >= high || p < mid && c.compare(src[p], src[q]) <= 0)
dest[i] = src[p++];
else
dest[i] = src[q++];
}
}
把使用到比较器的代码挑选出来：
// If list is already sorted, just copy from src to dest. This is an
// optimization that results in faster sorts for nearly ordered lists.
if (c.compare(src[mid-1], src[mid]) <= 0) {
System.arraycopy(src, low, dest, destLow, length);
return;
}
这里的compare方法在Comparator接口中也有定义：
public interface Comparator<T> {
int compare(T o1, T o2);
}
由于这里是泛型实现了Comparator，所以实际执行时，会根据比较器的具体实现类调用到实现代码，也就是上面创建的逆序比较器的compare方法，其实现方法如下：
public int compare(Comparable<Object> c1, Comparable<Object> c2) {
return c2.compareTo(c1);
}
角色分析
抽象策略类：Comparator接口
具体策略类：ReverseComparator
上下文：Collections.sort(list, r)