一、什么是策略模式
策略这个词应该怎么理解,打个比方说,我们出门的时候会选择不同的出行方式,比如骑自行车、坐公交、坐火车、坐飞机、坐火箭等等,这些出行方式,每一种都是一个策略。
再比如我们去逛商场,商场现在正在搞活动,有打折的、有满减的、有返利的等等,其实不管商场如何进行促销,说到底都是一些算法,这些算法本身只是一种策略,并且这些算法是随时都可能互相替换的,比如针对同一件商品,今天打八折、明天满100减30,这些策略间是可以互换的。
策略模式(Strategy),定义了一组算法,将每个算法都封装起来,并且使它们之间可以互换。UML结构图如下:
其中,Context是上下文,用一个ConcreteStrategy来配置,维护一个对Strategy对象的引用;Strategy是策略类,用于定义所有支持算法的公共接口;ConcreteStrategy是具体策略类,封装了具体的算法或行为,继承于Strategy。
1. Context上下文
Context上下文角色,也叫Context封装角色,起承上启下的作用,屏蔽高层模块对策略、算法的直接访问,封装可能存在的变化。
1 public class Context { 2 3 Strategy strategy; 4 5 public Context(Strategy strategy) { 6 this.strategy = strategy; 7 } 8 9 //上下文接口 10 public void contextInterface() { 11 strategy.algorithmInterface(); 12 } 13 14 }
2. 策略角色
抽象策略角色,是对策略、算法家族的抽象,通常为接口,定义每个策略或算法必须具有的方法和属性。algorithm是“运算法则”的意思。
1 public abstract class Strategy { 2 3 //算法方法 4 public abstract void algorithmInterface(); 5 6 }
3. 具体策略角色
用于实现抽象策略中的操作,即实现具体的算法,下方用print代替。测试类共3个ConcreteStrategy,其它两个类与ConcreteStrategyA同理,就不再赘述了。
1 public class ConcreteStrategyA extends Strategy { 2 3 @Override 4 public void algorithmInterface() { 5 System.out.println("算法A实现"); 6 } 7 8 }
4. Client客户端
下面依次更换策略,测试一下策略模式。
1 public class Client { 2 3 public static void main(String[] args) { 4 Context context; 5 6 context = new Context(new ConcreteStrategyA()); 7 context.contextInterface(); 8 9 context = new Context(new ConcreteStrategyB()); 10 context.contextInterface(); 11 12 context = new Context(new ConcreteStrategyC()); 13 context.contextInterface(); 14 } 15 16 }
运行结果如下:
二、策略模式的应用
1. 何时使用
- 一个系统有许多类,而区分它们的只是他们直接的行为时
2. 方法
- 将这些算法封装成一个一个的类,任意的替换
3. 优点
- 算法可以自由切换
- 避免使用多重条件判断(如果不用策略模式我们可能会使用多重条件语句,不利于维护)
- 扩展性良好,增加一个策略只需实现接口即可
4. 缺点
- 策略类数量会增多,每个策略都是一个类,复用的可能性很小
- 所有的策略类都需要对外暴露
5. 使用场景
- 多个类只有算法或行为上稍有不同的场景
- 算法需要自由切换的场景
- 需要屏蔽算法规则的场景
6. 应用实例
- 出行方式,自行车、汽车等,每一种出行方式都是一个策略
- 商场促销方式,打折、满减等
- Java AWT中的LayoutManager,即布局管理器
7. 注意事项
- 如果一个系统的策略多于四个,就需要考虑使用混合模式来解决策略类膨胀的问题
三、策略模式的实现
下面就以商场促销为例使用策略模式实现商场促销算法。UML图如下:
1. 上下文类
首先声明一个CashSuper对象,通过构造方法,传入具体的收费策略,getResult()方法的功能为根据收费策略的不同获得计算结果。
1 public class CashContext { 2 3 private CashSuper cashSuper; 4 5 public CashContext(CashSuper cashSuper) { 6 this.cashSuper = cashSuper; 7 } 8 9 public double getResult(double money) { 10 return cashSuper.acceptCash(money); 11 } 12 13 }
2. 现金收费抽象类
策略类,为抽象类,抽象出收费的方法供子类实现。
1 public abstract class CashSuper { 2 3 public abstract double acceptCash(double money); 4 5 }
3. 正常收费子类
没有任何活动的情况,正常收费,返回原价。
1 public class CashNormal extends CashSuper { 2 3 @Override 4 public double acceptCash(double money) { 5 return money; 6 } 7 8 }
4. 打折收费子类
打折活动,根据折扣返回打折后的价格。
1 public class CashRebate extends CashSuper { 2 3 private double moneyRebate = 1; //折扣 4 5 public CashRebate(double moneyRebate) { 6 this.moneyRebate = moneyRebate; 7 } 8 9 @Override 10 public double acceptCash(double money) { 11 return money * moneyRebate; 12 } 13 14 }
5. 返利收费子类
返利活动,输入返利条件和返利值,比如满300返100,moneyCoditation为300,moneyReturn为100。
result = money - Math.floor(money / moneyConditation) * moneyReturn; 的意思为,如果当前金额大于等于返利条件,则使用当前金额减去返利值。
1 public class CashReturn extends CashSuper { 2 3 private double moneyConditation = 0.0; //返利条件 4 private double moneyReturn = 0.0d; //返利值 5 6 public CashReturn(double moneyConditation, double moneyReturn) { 7 this.moneyConditation = moneyConditation; 8 this.moneyReturn = moneyReturn; 9 } 10 11 @Override 12 public double acceptCash(double money) { 13 double result = money; 14 15 if (money >= moneyConditation) { 16 result = money - Math.floor(money / moneyConditation) * moneyReturn; 17 } 18 19 return result; 20 } 21 22 }
6. Client客户端
下面写一个简单的程序测试一下上方编写的代码。
1 public class Client { 2 3 public static void main(String[] args) { 4 CashContext cashContext = null; 5 6 Scanner scanner = new Scanner(System.in); 7 System.out.print("请输入打折方式(1/2/3):"); 8 int in = scanner.nextInt(); 9 String type = ""; 10 11 switch (in) { 12 case 1: 13 cashContext = new CashContext(new CashNormal()); 14 type += "正常收费"; 15 break; 16 17 case 2: 18 cashContext = new CashContext(new CashReturn(300, 100)); 19 type += "满300返100"; 20 break; 21 22 case 3: 23 cashContext = new CashContext(new CashRebate(0.8)); 24 type += "打8折"; 25 break; 26 27 default: 28 System.out.println("请输入1/2/3"); 29 break; 30 } 31 32 double totalPrices = 0; 33 34 System.out.print("请输入单价:"); 35 double price = scanner.nextDouble(); 36 System.out.print("请输入数量:"); 37 double num = scanner.nextDouble(); 38 totalPrices = cashContext.getResult(price * num); 39 40 System.out.println("单价:" + price + ",数量:" + num + ",类型:" + type + ",合计:" + totalPrices); 41 42 scanner.close(); 43 } 44 45 }
正常收费结果如下:
返利收费结果如下:
打折收费结果如下: