Java 策略模式

策略模式Strategy Pattern

　　在Java的集合框架中，经常需要通过构造方法传入一个比较器Comparator，或者创建比较器传入Collections的静态方法中作为方法参数，进行比较排序等，使用的是策略模式。

 

策略模式的定义

　　定义一组算法，将每个算法都封装起来，并且使它们之间可以互换。

　　策略模式使这些算法在客户端调用它们的时候能够互不影响地变化。

 

　　体现了两个非常基本的面向对象设计原则：

　　封装变化的概念。

　　编程中使用接口，而不是对接口的实现。

 

策略模式的意义

　　策略模式使开发人员能够开发出由许多可替换的部分组成的软件，并且各个部分之间是弱连接的关系。

　　弱连接的特性使软件具有更强的可扩展性，易于维护；更重要的是，它大大提高了软件的可重用性。

 

策略模式的组成

　　抽象策略角色：策略类，通常由一个接口或者抽象类实现。

　　具体策略角色：包装了相关的算法和行为。

　　环境角色：持有一个策略类的引用，最终给客户端用的。

 

策略模式的实现

　　策略模式的用意是针对一组算法，将每一个算法封装到具有共同接口的独立的类中，从而使得它们可以互相替换。

　　策略模式使得算法可以在不影响到客户端的情况下发生变化。使用策略模式可以把行为和环境分割开来。

　　环境类负责维持和查询行为类，各种算法则在具体策略中提供。由于算法和环境独立开来，算法的修改不会影响环境和客户端。

 

策略模式的编写步骤

　　1.对策略对象定义一个公共接口。

　　2.编写策略类，该类实现了上面的公共接口。

　　3.在使用策略对象的类中保存一个对策略对象的引用。

　　4.在使用策略对象的类中，实现对策略对象的set和get方法（注入）或者使用构造方法完成赋值。

 

运用策略模式的例子

　　

　　定义一个Strategy接口，其中定义一个方法，用于计算。　

public interface Strategy
{
    public int calculate(int a, int b);

}

　　定义具体的算法类，实现Strategy接口，算法类中的算法各自不同：加减乘等，但是外部调用形式符合接口的定义。　　

public class AddStrategy implements Strategy
{

    @Override
    public int calculate(int a, int b)
    {        
        return a + b;
    }

}

public class SubtractStrategy implements Strategy
{

    @Override
    public int calculate(int a, int b)
    {
        
        return a - b;
    }

}

public class MultiplyStrategy implements Strategy
{

    @Override
    public int calculate(int a, int b)
    {    
        return a * b;
    }

}

 

　　定义具体的环境角色，持有Strategy接口的引用，并且有get和set方法可以完成策略更换。在环境角色中调用接口的方法完成动作。

　　

public class Environment
{
    private Strategy strategy;

    public Environment(Strategy strategy)
    {
        this.strategy = strategy;
    }

    public Strategy getStrategy()
    {
        return strategy;
    }

    public void setStrategy(Strategy strategy)
    {
        this.strategy = strategy;
    }
    
    public int calculate(int a, int b)
    {
        return strategy.calculate(a, b);
    }
}

 

　　这样在Client外部调用时，只需向环境角色设置相应的算法类，然后就可以得到相应的结果。

public class Client
{
    public static void main(String[] args)
    {
        
        AddStrategy addStrategy = new AddStrategy();
        Environment environment = new Environment(addStrategy);        
        System.out.println(environment.calculate(4, 3));
        
        //减法
        SubtractStrategy subStrategy = new SubtractStrategy();
        environment.setStrategy(subStrategy);
        System.out.println(environment.calculate(4, 3));
        
        //乘法
        MultiplyStrategy multiplyStrategy = new MultiplyStrategy();
        environment.setStrategy(multiplyStrategy);
        System.out.println(environment.calculate(4, 3));
    }

}

 

策略模式的缺点

　　1.客户端必须知道所有的策略类，并自行决定使用哪一个策略类。

　　2.造成很多的策略类。

　　解决方案：采用工厂方法。

 

参考资料

　　圣思园张龙老师Java SE教学视频《Java SE 第五十一讲 策略模式深度剖析及其在集合框架中的应用》。