设计模式之策略模式

0x01.定义与类型

• 定义：定义了算法家族，分别封装起来，让它们之间可以相互替换，此模式让算法的变化不会影响到使用算法的用户。
• 从一系列里抽象出不变的部分
• 策略模式是将可变的部分从程序中抽象分离成算法接口，在该接口下分别封装一系列算法实现，并使他们可以相互替换，从而导致客户端程序独立于算法的改变。
• 类型：行为型

0x02.适用场景

• 系统有很多类，而他们的区别仅仅在于他们的行为不同
• 一个系统需要动态地在几中算法中选择一种
• 通过条件语句在多个分支中选取一

0x03.优缺点

1.优点

• 开闭原则
• 避免使用多重条件转移语句
• 提高算法的保密性和安全性

2.缺点

• 客户端必须知道所以的策略类，并自行决定使用哪一个策略类
• 产生很多的策略类

0x04.相关的设计模式

• 策略模式和工厂模式：工厂是创建对象，而策略是具体实现。
• 策略模式和状态模式：使用策略，客户端是不关心具体状态的。

0x05.策略模式如何实现

1.继承-在父类中提供实现方法，子类通过继承获得父类中的行为

• 优点：简单易用，已有的类可以快速添加父类的方法
• 缺点：不具有灵活性，对未来的变更支持差，需要覆写子类的方法来提供新的行为

2.抽象方法-在父类中提供抽象方法，强迫子类实现自己的行为

• 优点：足够灵活。
• 缺点：每个子类都要实现一遍代码，即使相同的行为也不例外，代码重复，没有复用的代码。

3.组合-策略模式核心

• 解释：在类中增加一个私有域，引用另一个已有的类的实例，通过调用引用实例的方法从而获得新的功能，这种设计称作组合（复合）。

将行为抽象为接口，在父类中持有该接口，并由该接口代替接口飞行行为

• 优点：

  • 足够灵活，复用代码，更易于维护
  • 使用了组合，使架构更加灵活
  • 富有弹性，可以较好的应对变化（开--闭原则）
  • 正好的代码复用型（相对于继承）
  • 消除大量的条件语句

• 缺点：

  • 客户代码需要了解每个策略实现的细节
  • 增加了对象的数目（维护困难）

4.注意

• 继承是重用代码的利器，但继承并不是最好的工具。
• Favor composition over inheritance.(复合优于继承)

0x06.策略模式的实现

1. 通过分离变化得出的策略接口Strategy
2. Strategy的实现类
3. 客户程序中有一个Strategy
4. 在客户程序中选择/组装正确的Strategy实现

1.使用策略模式实现超市促销

需求

• 原价返回
• 打折
• 满减~~~~

• 策略类(IPromotionStrategy)定义

/**
 * 促销策略类
 */
public interface IPromotionStrategy {

    /**
        * 计算逻辑
        */
    BigDecimal promotionAlgorithm();

    /**
        * 存入价钱
        * @param price
        */
    void setPrice(BigDecimal price);
}

• 根据不同情况实现策略类

/**
    * 原价
    */
public class CashNormal implements IPromotionStrategy{

    private BigDecimal price;

    @Override
    public BigDecimal promotionAlgorithm() {
        //原价返回
        return this.price;
    }

    public void setPrice(BigDecimal price) {
        this.price = price;
    }
}


/**
    * 打折
    */
public class CashRebate implements IPromotionStrategy {

    private BigDecimal price = BigDecimal.ZERO;

    private BigDecimal rate;

    public CashRebate(BigDecimal rate) {
        this.rate = rate;
    }

    @Override
    public BigDecimal promotionAlgorithm() {
        //TODO 打折逻辑实现
    }

    public void setPrice(BigDecimal price) {
        this.price = price;
    }
}


/**
    * 满减
    */
public class CashReturn implements IPromotionStrategy {

    private BigDecimal price;

    private BigDecimal minPrice;

    private BigDecimal subPrice;

    public CashReturn(BigDecimal minPrice, BigDecimal subPrice) {
        this.minPrice = minPrice;
        this.subPrice = subPrice;
    }

    @Override
    public BigDecimal promotionAlgorithm() {
        //TODO 满减逻辑实现
    }

    public void setPrice(BigDecimal price) {
        this.price = price;
    }
}

• 创建打折上下文(PromotionContext), 维护使用促销模式

public class PromotionContext {

    /**
        * 策略实现类包
        */
    private static final String PACKAGE_NAME = "org.ko.strategy.promotion";

    /**
        * 组合策略类
        */
    private IPromotionStrategy promotionStrategy;

    /**
        * 获取促销后价钱
        * @return
        */
    public BigDecimal getPrice () {
        return this.promotionStrategy.promotionAlgorithm();
    }

    /**
        * 创建促销手段
        * 这里使用反射维护实例对象, 相关知识这里不再介绍.
        * @param code 对应促销模式编码
        * @param args 对应促销参数
        */
    public void newPromotion (Integer code, Object... args) {
        //根据促销模式编码获取促销模式对应类名称
        String clazz = PromotionType.findClazz(code);
        try {
            //通过反射获取促销模式的对象
            this.promotionStrategy = (IPromotionStrategy)Class.forName(PACKAGE_NAME + "." + clazz)
                    .getDeclaredConstructor(getClasses(args)).newInstance(args);
        } catch (InstantiationException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InvocationTargetException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (NoSuchMethodException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    /**
        * 设置打折前的价格
        * @param price
        */
    public void setPrice (BigDecimal price) {
        this.promotionStrategy.setPrice(price);
    }

    /**
        * 获取Class
        * @param args
        * @return
        */
    private Class[] getClasses (Object... args) {
        Class[] classes = new Class[args.length];
        for (int i = 0; i < args.length; i ++) {
            classes[i] = args[i].getClass();
        }
        return classes;
    }

}

• 创建枚举维护促销样例

/**
    * 促销手段样例
    */
public enum PromotionType {

    CashNormal(1, "CashNormal", "原价"),
    CashRebate(2, "CashRebate", "打折"),
    CashReturn(3, "CashReturn", "满减");

    private Integer code;

    private String clazz;

    private String description;

    PromotionType(Integer code, String clazz, String description) {
        this.code = code;
        this.clazz = clazz;
        this.description = description;
    }

    /**
        * 通过编码获取促销手段
        * @param code 促销手段编码
        * @return
        */
    public static String findClazz(Integer code) {
        for (PromotionType type : PromotionType.values()) {
            if (Objects.equals(code, type.code)) {
                return type.clazz;
            }
        }
        return null;
    }
}

• 测试与应用

public static void main(String[] args) {
    //初始化上下文
    PromotionContext context = new PromotionContext();

    //测试无促销
    context.newPromotion(1);
    context.setPrice(new BigDecimal("200"));
    BigDecimal price = context.getPrice();
    System.out.println(price);

    //测试打折
    context.newPromotion(2, new BigDecimal("0.8"));
    context.setPrice(new BigDecimal("200"));
    price = context.getPrice();
    System.out.println(price);

    //测试满减
    context.newPromotion(3, new BigDecimal("300"), new BigDecimal("100"));
    context.setPrice(new BigDecimal("200"));
    price = context.getPrice();
    System.out.println(price);
    context.setPrice(new BigDecimal("300"));
    price = context.getPrice();
    System.out.println(price);

}

策略模式总结篇

1. 将一些方法抽象成接口
2. 在基类中实例化接口
3. 设置接口的私有成员变量
4. 在积累中调用接口的同样方法
5. 这样实现了代码的复用
6. 面向接口编程,而不是面向实现编程,多用组合

适用场景

1. 许多相关的类仅仅是行为差异
2. 运行时选取不同的算法遍体
3. 通过条件语句在多个分支中选取一

0x07.源码中的策略模式

• Comparator, Arrays
• TreeMap
• Resource

0x08.代码地址

• 设计模式之策略模式：https://github.com/sigmako/design-pattern/tree/master/strategy

0x09.推荐

• 慕课网设计模式精讲: https://coding.imooc.com/class/270.html