JAVA設計模式之策略模式

0109發表於2021-06-02
Java設計模式

1.策略模式的介紹

　　策略模式屬於物件的行為模式。其用意是針對一組演算法，將每一個演算法封裝到具有共同介面的獨立的類中，從而使得它們可以相互替換。策略模式使得演算法可以在不影響到客戶端的情況下發生變化。

簡單的說，策略模式代表了一類演算法的通用解決方案，你可以在執行時選擇使用哪種解決方案。

策略模式的重心

　　策略模式的重心不是如何實現演算法, 而是如何組織、呼叫這些演算法， 從而使得程式結構更加靈活，具有更好的維護性和擴充套件性。

演算法的平等性

　　策略模式一個很大的特點就是各個策略演算法的平等性。對於一系列具體的策略演算法，地位都是一樣的，因此可以實現演算法之間可以互相替換。所有的策略演算法在實現上也是相互獨立的，相互之間是沒有依賴的。所以可以這樣描述這一系列策略演算法：策略演算法是相同行為的不同實現。

執行時策略的唯一性

　　執行期間，策略模式在每一個時刻只能使用一個具體的策略實現物件，雖然可以動態地在不同的策略實現中切換，但是同時只能使用一個。

公有的行為

　　經常見到的是，所有的具體策略都有一些公有的行為。這時候，就應該把這些公有的行為放到共同的抽象策略角色

Strategy類裡面。這時不能使用介面，應該使用抽象類來實現。

2.策略模式的結構

　　策略模式包含三部分內容:(如圖所示)

　　　　a.一個或多個使用策略物件的客戶.(環境角色)

　　　　b.一個代表某個演算法的介面, 它是策略模式的介面. (抽象策略角色)

　　　　c.一個或多個該介面的具體實現, 它們代表了演算法的多種實現.(具體策略角色)

 

3.策略模式的應用

　　a.容錯恢復機制, 程式執行的時候, 如果發生某種錯誤, 系統並不會直接掛掉或者說影響系統的其他功能點. 而是系統可以容忍這樣的錯誤, 並且事先提供好了這種容錯恢復機制, 來使得程式正常的執行下去.

　　例如: 一個系統要對所有的操作進行日誌記錄, 且需要把日誌記錄落庫, 方便後續的使用, 但是在把日誌記錄落庫的時候, 可能會發生錯誤, 如資料庫出現問題, 那就先可以記錄在檔案裡面, 等到資料庫問題修復, 再把檔案中的日誌記錄同步到資料庫中去. 對於這樣的功能設計, 可以採用策略設計模式, 根據需要在執行期間進行動態的切換.

　　b.假設現在要設計一個會員機制的購物系統, 對本系統的所有SVIP提供打八折的購物優惠, 對本系統的所有VIP提供打九折的購物優惠, 對非會員購物不打折. 那麼對於這樣的系統功能設計, 也可以採用策略模式來設計.

　　c.使用不同的條件(物品的重量或者顏色等)來篩選庫存中的物品, 可以將這一模式應用到更廣泛的領域, 比如使用不同的標準來驗證輸入的有效性, 使用不同的方式來分析或者格式化輸入.

4.策略模式Demo

　　假設現在需要根據業務的需求，對呼叫介面傳進來的引數，選擇合適的策略進行處理，這裡假設有策略一和策略二。

　　Client：

 

 1 /**
 2  * @author lyh
 3  * @version v-1.0.0
 4  * @since 2021/6/2
 5  */
 6 public class Client {
 7     public static void main(String[] args) {
 8         //根據需要客戶自行選擇策略
 9 
10         //選擇策略1
11         StrategyObj strategyOne = new StrategyObj(new StrategyOne());
12         System.out.println(strategyOne.strategy("one"));
13         //選擇策略2
14         StrategyObj strategyTwo = new StrategyObj(new StrategyTwo());
15         System.out.println(strategyTwo.strategy("two"));
16     }
17 }
18 
19 輸出：
20 執行策略1!
21 執行策略2!
22 
23 Process finished with exit code 0

　　策略介面：

 1 /**
 2  * @desc:策略介面
 3  */
 4 public interface Strategy {
 5     String execute(String s);
 6 }
 7 
 8 /**
 9  * @desc:策略介面封裝
10  */
11 public class StrategyObj {
12 
13     private final Strategy strategy;
14 
15     public StrategyObj(Strategy v) {
16         this.strategy = v;
17     }
18 
19     public String strategy(String s) {
20         return strategy.execute(s);
21     }
22 
23 }

　　策略實現：

 1 /**
 2  * @desc:策略一
 3  */
 4 public class StrategyOne implements Strategy {
 5     @Override
 6     public String execute(String s) {
 7         return "執行策略1!";
 8     }
 9 }
10 
11 /**
12  * @desc:策略二
13  */
14 public class StrategyTwo implements Strategy {
15     @Override
16     public String execute(String s) {
17         return "執行策略2!";
18     }
19 }

5.使用Lambda表示式

　　通過上面的demo應該可以意識到Strategy是一個函式式介面；除此之外，它還與Predicate<String>具有同樣的函式描述。這意味著我們不需要宣告新的類來實現不同的策略，通過直接傳遞Lambda表示式就能達到同樣的目的且更簡潔。

1 public class Client {
2     public static void main(String[] args) {
3         StrategyObj strategyOne = new StrategyObj((String s) -> {return "執行策略1";});
4         System.out.println(strategyOne.strategy("one"));
5 
6         StrategyObj strategyTwo = new StrategyObj((String s) -> {return "執行策略2";});
7         System.out.println(strategyTwo.strategy("two"));
8     }
9 }

　　Lambda表示式避免了採用策略設計模板時僵化的模板程式碼。仔細看上面的程式碼會發現,Lambda表示式實際已經對策略進行了封裝, 這就是建立策略設計模式的初衷.

6.策略模式的優缺點

　　優點

　　a.使用策略模式可以避免使用多重條件if...else if...else語句, 多重條件不易維護且程式碼可讀性差.

　　b.策略模式提供了管理相關的演算法族的辦法. 策略類的等級結構定義了一個演算法或者行為族. 恰當使用繼承可以把公共的程式碼移到父類裡面, 從而避免程式碼重複.

　　缺點

　　a.客戶端必須知道所有的策略類, 並自行決定使用哪一個策略類. 這就意味著客戶端必須理解這些演算法的區別, 以便適時選擇恰當的演算法類. 換言之, 策略模式只適用於客戶端知道演算法或行為的情況.

　　b.由於策略模式把每個具體的策略實現都單獨封裝成類, 如果備選的策略很多的話, 那麼物件的數目就會很多.

 

 

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