设计模式-策略模式

目录

• 理论
  • 概念
  • 优缺点
  • 结构与实现
  • 代码实现
• 实践
  • 背景说明
  • 代码实现

理论

概念

策略模式（Strategy）： 该模式定义了一系列算法，并将每个算法封装起来，使它们可以相互替换，且算法的变化不会影响使用算法的客户。策略模式属于对象行为模式，它通过对算法进行封装，把使用算法的责任和算法的实现分割开来，并委派给不同的对象对这些算法进行管理。

优缺点

策略模式的主要优点如下。

• 多重条件语句不易维护，而使用策略模式可以避免使用多重条件语句，如 if...else 语句、switch...case 语句。
• 策略模式提供了一系列的可供重用的算法族，恰当使用继承可以把算法族的公共代码转移到父类里面，从而避免重复的代码。
• 策略模式可以提供相同行为的不同实现，客户可以根据不同时间或空间要求选择不同的。
• 策略模式提供了对开闭原则的完美支持，可以在不修改原代码的情况下，灵活增加新算法。
• 策略模式把算法的使用放到环境类中，而算法的实现移到具体策略类中，实现了二者的分离。

其主要缺点如下。

• 客户端必须理解所有策略算法的区别，以便适时选择恰当的算法类。
• 策略模式造成很多的策略类，增加维护难度。

结构与实现

策略模式的主要角色如下。

• 抽象策略（Strategy）类：定义了一个公共接口，各种不同的算法以不同的方式实现这个接口，环境角色使用这个接口调用不同的算法，般使用接口或抽象类实现。
• 具体策略（Concrete Strategy）类：实现了抽象策略定义的接口，提供具体的算法实现。
• 环境（Context）类：持有一个策略类的引用，最终给客户端调用。

代码实现

package com.skystep.design.strategy;

/**
 * @ClassName: StrategyContext
 * @Desc: 环境（Context）类：持有一个策略类的引用，最终给客户端调用
 * @Author: yaomianwei
 * @Date: 2021/7/18 16:56
 * @Version: v1.0.0
 **/
public class StrategyContext {
    private Strategy strategy;

    public Strategy getStrategy() {
        return strategy;
    }

    public void setStrategy(Strategy strategy) {
        this.strategy = strategy;
    }

    public String StrategyMethod() {
        return strategy.strategyMethod();
    }
}

package com.skystep.design.strategy;

/**
 * @ClassName: Strategy
 * @Desc: 抽象策略（Strategy）类
 * @Author: yaomianwei
 * @Date: 2021/7/18 16:57
 * @Version: v1.0.0
 **/
public interface Strategy {
    String strategyMethod();
}

package com.skystep.design.strategy;

/**
 * @ClassName: AStrategy
 * @Desc: 具体策略（Concrete Strategy）A类
 * @Author: yaomianwei
 * @Date: 2021/7/18 16:57
 * @Version: v1.0.0
 **/
public class AStrategy implements Strategy {
    public String strategyMethod() {
        return "AStrategy";
    }
}

package com.skystep.design.strategy;

/**
 * @ClassName: BStrategy
 * @Desc: 具体策略（Concrete Strategy）B类
 * @Author: yaomianwei
 * @Date: 2021/7/18 16:57
 * @Version: v1.0.0
 **/
public class BStrategy implements Strategy {
    public String strategyMethod() {
        return "BStrategy";
    }
}

package com.skystep.design.strategy;

/**
 * @ClassName: Client
 * @Desc: 客户端类
 * @Author: yaomianwei
 * @Date: 2021/7/18 16:59
 * @Version: v1.0.0
 **/
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        StrategyContext strategyContextA = new StrategyContext();
        strategyContextA.setStrategy(new AStrategy());
        String a = strategyContextA.StrategyMethod();

        StrategyContext strategyContextB = new StrategyContext();
        strategyContextB.setStrategy(new BStrategy());
        String b = strategyContextB.StrategyMethod();
    }
}

实践

背景说明

在一个实际的物联网项目中，不同类别的设备由不同的厂家生产，每个厂家设备的通讯报文各不相同。 软件平台需要对接多种设备，因此接受的设备报文多种多样，而且软件系统支持设备种类可以扩展，在增加其他设备种类的同时，不能影响已经集成的设备报文解析。

在此项目中，项目组设计了一个协议解析模块接受设备报文，进行统一解析并转化为应用层统一的报文格式。为每一类设备报文解析编写一个报文解析类，后台支持配置每一类设备的解析类名。当协议解析模块接收到设备报文，根据设备ID从后台接口获取设备的解析类，进行反射生成对应解析类。

代码实现

package com.skystep.design.devicemsg.strategy;

/**
 * @ClassName: DeviceMsgParseContext
 * @Desc: 设备报文解析环境类
 * @Author: yaomianwei
 * @Date: 2021/7/18 15:58
 * @Version: v1.0.0
 **/
public class DeviceMsgParseContext {
    private DeviceMsgParseStrategy deviceMsgParseStrategy;

    public DeviceMsgParseStrategy getDeviceMsgParseStrategy() {
        return deviceMsgParseStrategy;
    }

    public void setDeviceMsgParseStrategy(DeviceMsgParseStrategy deviceMsgParseStrategy) {
        this.deviceMsgParseStrategy = deviceMsgParseStrategy;
    }

    public String parse() {
        return deviceMsgParseStrategy.parse();
    }

}

package com.skystep.design.devicemsg.strategy;

/**
 * @ClassName: DeviceMsgParseStrategy
 * @Desc: 设备报文解析策略角色类
 * @Author: yaomianwei
 * @Date: 2021/7/18 16:01
 * @Version: v1.0.0
 **/
public interface DeviceMsgParseStrategy {
    String parse();
}

package com.skystep.design.devicemsg.strategy;

/**
 * @ClassName: WaterDeviceMsgParse
 * @Desc: 水务设备报文具体解析类
 * @Author: yaomianwei
 * @Date: 2021/7/18 16:03
 * @Version: v1.0.0
 **/
public class WaterDeviceMsgParse implements DeviceMsgParseStrategy {
    public String parse() {
        return "WaterDeviceMsgParse";
    }
}

package com.skystep.design.devicemsg.strategy;

/**
 * @ClassName: SmokeDeviceMsgParse
 * @Desc: 烟感设备报文具体解析类
 * @Author: yaomianwei
 * @Date: 2021/7/18 16:03
 * @Version: v1.0.0
 **/
public class SmokeDeviceMsgParse implements DeviceMsgParseStrategy {
    public String parse() {
        // 通常烟感设备是一个产家自定报文，这里需要根据该厂家的协议文档进行解析，这里知识模拟返回
        return "SmokeDeviceMsgParse";
    }
}

package com.skystep.design.devicemsg.strategy;

/**
 * @ClassName: Client
 * @Desc: 客户端类
 * @Author: yaomianwei
 * @Date: 2021/7/18 16:07
 * @Version: v1.0.0
 **/
public class Client {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 假如已知设备编号，根据设备编号获取该设备使用哪个解析类
        String clazz = getParse("867894561287");
        // 通过放射生成对应设备解析类
        DeviceMsgParseStrategy deviceMsgParseStrategy =
                (DeviceMsgParseStrategy) Class.forName(clazz).newInstance();

        DeviceMsgParseContext deviceMsgParseContext = new DeviceMsgParseContext();
        deviceMsgParseContext.setDeviceMsgParseStrategy(deviceMsgParseStrategy);

        // 将
        String msg = deviceMsgParseContext.parse();

        System.out.println("msg:" + msg);
    }

    private static String getParse(String deviceCode) {
        // 模拟固定返回烟感设备，实际项目中在后台针对每类设备配置不同解析类,然后在这里通过调取API获取
        return "com.skystep.design.strategy.SmokeDeviceMsgParse";
    }
}