Java设计模式之策略模式

1. 策略模式

1.1 定义、优缺点、适用场景

定义：该模式定义了一系列算法，并将每个算法封装起来，把算法的实现和使用算法的责任分割开来，使每个算法可以相互替换，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。例如去上班可以开车去，也可以坐地铁去，有很多方式

优点：

• 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进行不同的选择
• 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

缺点：

• 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

适用场景：

• 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

1.2 模式的结构与实现

策略模式的重心不是如何实现算法，而是如何组织这些算法，从而让程序结构更加灵活，具有更好的维护性和扩展性

结构：

• 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，一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

实现：

public class StrategyTest {

    public static void main(String[] args) {
        SelectTravelWay selectTravelWay = new SelectTravelWay();
        Travel travel = new CarTravel();
        selectTravelWay.setTravel(travel);
        selectTravelWay.transportation();

        System.out.println("===========================");
        travel = new SubwayTravel();
        selectTravelWay.setTravel(travel);
        selectTravelWay.transportation();
    }
}

// 抽象策略类：出行
interface Travel {
    // 策略方法：乘坐的交通工具
    public void transportation();
}

// 具体策略类：开车
class CarTravel implements Travel {
    public void transportation() {
        System.out.println("今天开车出行");
    }
}

// 具体策略类：坐地铁
class SubwayTravel implements Travel {
    public void transportation() {
        System.out.println("今天坐地铁出行");
    }
}

// 环境类：选择一种方式进行出行
class SelectTravelWay {
    private Travel travel;

    public void setTravel(Travel travel) {
        this.travel = travel;
    }

    public void transportation() {
        this.travel.transportation();
    }
}
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运行程序，结果如下：

今天开车出行
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今天坐地铁出行
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1.3 策略模式的拓展

当存在的策略很多时，客户端管理所有策略算法将变得很复杂，如果在环境类中使用策略工厂模式来管理这些策略类将大大减少客户端的工作复杂度。如下所示：