设计模式-行为型模式:策略模式

简介: 设计模式-行为型模式:策略模式

1、简介

策略模式(Strategy Pattern)是一种行为型设计模式,它定义了一系列算法,将每个算法封装起来,使它们可以相互替换,而且算法的变化不会影响到使用算法的客户端。在这种模式中,一个类的行为或其算法可以在运行时改变,根据所传递的参数来确定应该使用哪个算法。

2、组成部分

策略模式主要由三个角色组成:上下文(Context)、策略(Strategy)和具体策略(Concrete Strategy)。下面分别介绍这三个角色:

  1. 上下文(Context):上下文是一个包含某个算法的类。它将一个具体策略对象传递给客户端,并在客户端使用这个对象时,调用该对象所定义的算法。上下文还可以在运行时更改所使用的算法。
  2. 策略(Strategy):策略是一个接口或抽象类,它定义了一系列算法。在实现策略时,可以定义多个具体的策略类,每个类都实现了策略接口,且实现了自己的算法。
  3. 具体策略(Concrete Strategy):具体策略是实现策略接口的类。它实现了一个特定的算法,供上下文调用。

策略模式的工作流程如下:

  1. 客户端通过上下文对象调用某个算法。
  2. 上下文对象将请求委托给一个具体策略对象。
  3. 具体策略对象执行其算法。
  4. 客户端通过上下文对象获得算法的结果。

3、优缺点

优点:

  1. 易于扩展:策略模式使得算法可以独立地进行修改和扩展,而不会影响到其它部分的代码。新的算法可以被轻松地添加进来,而不需要对原来的代码进行修改。
  2. 更好的可读性:使用策略模式可以使得代码的逻辑更加清晰,易于理解。不同的算法可以被分解为独立的类,从而使得代码结构更加简洁。
  3. 更好的可维护性:策略模式使得代码易于维护和修改,因为算法的实现被分离出来并封装在独立的类中。这使得对算法的修改和调试变得更加容易。
  4. 更好的复用性:策略模式可以使得算法的实现可以被重复利用。不同的算法可以被应用到不同的场景中,从而提高代码的复用性。

缺点:

  1. 增加了代码的复杂性:使用策略模式会增加代码的复杂性,因为它需要定义多个独立的类来实现不同的算法。
  2. 增加了对象数量:使用策略模式会增加对象的数量,因为每个算法都需要一个独立的对象来实现。这可能会影响到代码的性能。
  3. 客户端必须了解不同的策略:使用策略模式需要客户端了解不同的策略,从而选择合适的算法。这可能会增加客户端代码的复杂性。

总的来说,策略模式可以提高代码的灵活性和可维护性,但也会增加代码的复杂性和对象数量。在使用策略模式时,需要权衡这些优缺点,选择适合自己的方案。

4、使用场景

策略模式是一种非常常见的设计模式,可以在很多场景下使用。以下是一些使用策略模式的场景:

  1. 处理不同的输入:当需要处理不同类型的输入,例如不同格式的文件,不同类型的用户输入等时,可以使用策略模式来封装不同的处理逻辑。
  2. 处理不同的输出:当需要生成不同类型的输出,例如不同格式的文件,不同类型的用户输出等时,可以使用策略模式来封装不同的输出逻辑。
  3. 处理不同的业务规则:当需要在不同的业务场景下使用不同的业务规则,例如价格计算、商品优惠等时,可以使用策略模式来封装不同的业务规则。
  4. 优化代码重构:当需要重构代码以提高可维护性和可扩展性时,可以使用策略模式来将复杂的代码拆分成独立的策略对象,从而更容易进行代码维护和扩展。
  5. 处理复杂的状态转换:当需要处理复杂的状态转换逻辑时,可以使用策略模式来封装不同的状态转换策略,从而简化代码逻辑。
  6. 处理多语言支持:当需要支持多种语言时,可以使用策略模式来封装不同的语言翻译策略,从而使得程序可以更容易地支持多种语言。

总的来说,策略模式可以用于任何需要将算法封装为独立对象的场景。它可以提高代码的灵活性和可维护性,使得程序更易于扩展和维护。

5、代码实现

下面是一个使用Java实现策略模式的示例代码,并对其进行详细说明。

示例场景:假设有一个商场,商场里有不同类型的商品,每个商品的价格计算规则都不同。需要设计一个程序来计算每个商品的价格,同时可以灵活地切换不同的计算规则。

首先,我们需要定义一个策略接口,该接口中包含一个计算价格的方法:

1. public interface PriceCalculator {
2. double calculatePrice(double price);
3. }

然后,我们定义不同的计算规则,每个规则都实现PriceCalculator接口,并实现其calculatePrice方法:

1. public class DefaultPriceCalculator implements PriceCalculator {
2. @Override
3. public double calculatePrice(double price) {
4. return price;
5.     }
6. }
1. public class DiscountPriceCalculator implements PriceCalculator {
2. private double discount;
3. 
4. public DiscountPriceCalculator(double discount) {
5. this.discount = discount;
6.     }
7. 
8. @Override
9. public double calculatePrice(double price) {
10. return price * discount;
11.     }
12. }
1. public class VipPriceCalculator implements PriceCalculator {
2. private double discount;
3. 
4. public VipPriceCalculator(double discount) {
5. this.discount = discount;
6.     }
7. 
8. @Override
9. public double calculatePrice(double price) {
10. return price * discount;
11.     }
12. }

其中,DefaultPriceCalculator是默认的计算规则,即不打折;DiscountPriceCalculator是打折的计算规则,需要传入一个折扣参数;VipPriceCalculator是VIP会员价格的计算规则,同样需要传入一个折扣参数。

最后,我们定义一个商品类,包含商品的名称和价格,以及一个计算价格的方法,该方法使用策略模式来计算商品价格:

1. public class Product {
2. private String name;
3. private double price;
4. private PriceCalculator priceCalculator;
5. 
6. public Product(String name, double price, PriceCalculator priceCalculator) {
7. this.name = name;
8. this.price = price;
9. this.priceCalculator = priceCalculator;
10.     }
11. 
12. public double calculatePrice() {
13. return priceCalculator.calculatePrice(price);
14.     }
15. 
16. // getters and setters
17. }

其中,calculatePrice方法使用PriceCalculator接口来计算商品价格,可以动态地切换不同的计算规则。

现在,我们可以使用策略模式来计算商品价格。首先,我们创建不同类型的计算规则:

1. PriceCalculator defaultCalculator = new DefaultPriceCalculator();
2. PriceCalculator discountCalculator = new DiscountPriceCalculator(0.8);
3. PriceCalculator vipCalculator = new VipPriceCalculator(0.7);

然后,我们创建商品对象,并使用不同的计算规则来计算商品价格:

1. Product p1 = new Product("apple", 10, defaultCalculator);
2. Product p2 = new Product("banana", 20, discountCalculator);
3. Product p3 = new Product("orange", 30, vipCalculator);
4. 
5. System.out.println(p1.calculatePrice()); // 10.0
6. System.out.println(p2.calculatePrice()); // 16.0
7. System.out.println(p3.calculatePrice()); // 21.0

输出结果分别为10.0、16.0和21.0,说明使用策略模式可以动态地切换不同的计算规则,实现不同的价格计算方法。


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