• Gof23设计模式之策略模式


    1.概述

    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。

    2.结构

    策略模式的主要角色如下:

    • 抽象策略(Strategy)类:这是一个抽象角色,通常由一个接口或抽象类实现。此角色给出所有的具体策略类所需的接口。
    • 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或行为。
    • 环境(Context)类:持有一个策略类的引用,最终给客户端调用。

    3.案例

    /**
     * @author 晓风残月Lx
     * @date 2023/7/26 19:56
     *      抽象策略类
     */
    public interface Strategy {
    
        void show();
    }
    
    
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    /**
     * @author 晓风残月Lx
     * @date 2023/7/26 19:59
     *      具体策略类
     */
    public class StrategyA implements Strategy{
        @Override
        public void show() {
            System.out.println("策略1");
        }
    }
    
    
    /**
     * @author 晓风残月Lx
     * @date 2023/7/26 19:59
     *      具体策略类
     */
    public class StrategyB implements Strategy{
        @Override
        public void show() {
            System.out.println("策略2");
        }
    }
    
    
    /**
     * @author 晓风残月Lx
     * @date 2023/7/26 19:59
     *      具体策略类
     */
    public class StrategyC implements Strategy{
        @Override
        public void show() {
            System.out.println("策略3");
        }
    }
    
    
    
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    /**
     * @author 晓风残月Lx
     * @date 2023/7/26 20:00
     *      促销员(环境类)
     */
    public class SalesMan {
    
        // 聚合策略类对象
        private Strategy strategy;
    
        public Strategy getStrategy() {
            return strategy;
        }
    
        public void setStrategy(Strategy strategy) {
            this.strategy = strategy;
        }
    
        public SalesMan(Strategy strategy) {
            this.strategy = strategy;
        }
    
        // 由促销员展示促销活动给用户
        public void salesManShow() {
            strategy.show();
        }
    
    }
    
    
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    /**
     * @author 晓风残月Lx
     * @date 2023/7/26 20:02
     */
    public class Client {
    
        public static void main(String[] args) {
    
            SalesMan salesMan = new SalesMan(new StrategyA());
            salesMan.salesManShow();
    
    
            salesMan.setStrategy(new StrategyC());
            salesMan.salesManShow();
    
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    在这里插入图片描述

    4.优缺点

    1,优点:

    • 策略类之间可以自由切换

      由于策略类都实现同一个接口,所以使它们之间可以自由切换。

    • 易于扩展

      增加一个新的策略只需要添加一个具体的策略类即可,基本不需要改变原有的代码,符合“开闭原则

    • 避免使用多重条件选择语句(if else),充分体现面向对象设计思想。

    2,缺点:

    • 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。
    • 策略模式将造成产生很多策略类,可以通过使用享元模式在一定程度上减少对象的数量。

    5.使用场景

    • 一个系统需要动态地在几种算法中选择一种时,可将每个算法封装到策略类中。
    • 一个类定义了多种行为,并且这些行为在这个类的操作中以多个条件语句的形式出现,可将每个条件分支移入它们各自的策略类中以代替这些条件语句。
    • 系统中各算法彼此完全独立,且要求对客户隐藏具体算法的实现细节时。
    • 系统要求使用算法的客户不应该知道其操作的数据时,可使用策略模式来隐藏与算法相关的数据结构。
    • 多个类只区别在表现行为不同,可以使用策略模式,在运行时动态选择具体要执行的行为。

    6.JDK源码解析

    Comparator 中的策略模式。在Arrays类中有一个 sort() 方法,如下:

    public class Arrays{
        public static <T> void sort(T[] a, Comparator<? super T> c) {
            if (c == null) {
                sort(a);
            } else {
                if (LegacyMergeSort.userRequested)
                    legacyMergeSort(a, c);
                else
                    TimSort.sort(a, 0, a.length, c, null, 0, 0);
            }
        }
    }
    
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    Arrays就是一个环境角色类,这个sort方法可以传一个新策略让Arrays根据这个策略来进行排序。就比如下面的测试类。

    public class demo {
        public static void main(String[] args) {
    
            Integer[] data = {12, 2, 3, 2, 4, 5, 1};
            // 实现降序排序
            Arrays.sort(data, new Comparator<Integer>() {
                public int compare(Integer o1, Integer o2) {
                    return o2 - o1;
                }
            });
            System.out.println(Arrays.toString(data)); //[12, 5, 4, 3, 2, 2, 1]
        }
    }
    
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    这里我们在调用Arrays的sort方法时,第二个参数传递的是Comparator接口的子实现类对象。所以Comparator充当的是抽象策略角色,而具体的子实现类充当的是具体策略角色。环境角色类(Arrays)应该持有抽象策略的引用来调用。那么,Arrays类的sort方法到底有没有使用Comparator子实现类中的 compare() 方法吗?让我们继续查看TimSort类的 sort() 方法,代码如下:

    class TimSort<T> {
        static <T> void sort(T[] a, int lo, int hi, Comparator<? super T> c,
                             T[] work, int workBase, int workLen) {
            assert c != null && a != null && lo >= 0 && lo <= hi && hi <= a.length;
    
            int nRemaining  = hi - lo;
            if (nRemaining < 2)
                return;  // Arrays of size 0 and 1 are always sorted
    
            // If array is small, do a "mini-TimSort" with no merges
            if (nRemaining < MIN_MERGE) {
                int initRunLen = countRunAndMakeAscending(a, lo, hi, c);
                binarySort(a, lo, hi, lo + initRunLen, c);
                return;
            }
            ...
        }   
            
        private static <T> int countRunAndMakeAscending(T[] a, int lo, int hi,Comparator<? super T> c) {
            assert lo < hi;
            int runHi = lo + 1;
            if (runHi == hi)
                return 1;
    
            // Find end of run, and reverse range if descending
            if (c.compare(a[runHi++], a[lo]) < 0) { // Descending
                while (runHi < hi && c.compare(a[runHi], a[runHi - 1]) < 0)
                    runHi++;
                reverseRange(a, lo, runHi);
            } else {                              // Ascending
                while (runHi < hi && c.compare(a[runHi], a[runHi - 1]) >= 0)
                    runHi++;
            }
    
            return runHi - lo;
        }
    }
    
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    上面的代码中最终会跑到 countRunAndMakeAscending() 这个方法中。我们可以看见,只用了compare方法,所以在调用Arrays.sort方法只传具体compare重写方法的类对象就行,这也是Comparator接口中必须要子类实现的一个方法。

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  • 原文地址:https://blog.csdn.net/m0_55993923/article/details/132699556