策略模式

策略模式的用意是針對一組算法，將每一個算法封裝到具有共同接口的獨立類中，從而使得它們可以相互替換。策略模式使得算法可以在不影響到客戶端的情況下發生變化。

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策略模式的結構

策略模式是對算法的包裝，是把使用算法的責任和算法本身分開。策略模式通常是把一系列的算法包裝到一系列的策略類里面，作為一個抽象策略類的子類。

策略模式涉及到三個角色：

1、環境角色

持有一個策略Strategy的引用

2、抽象策略角色

這是一個抽象角色，通常由一個接口或抽象類實現，此角色給出所有具體策略類所需的接口

3、具體策略角色

包裝了相關算法或行為

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策略模式示例

有一個抽象的策略接口：

public interface Strategy {public void useStrategy(); }

實現兩種具體的策略：

public class StrategyA implements Strategy {public void useStrategy(){System.out.println("StrategyA.useStrategy()");} }
public class StrategyB implements Strategy {public void useStrategy(){System.out.println("StrategyB.useStrategy()");} }

某個類持有策略的引用：

public class Context {private Strategy strategy;public Context(Strategy strategy){this.strategy = strategy;}public void strategyMethod(){strategy.useStrategy();} }

調用這個類的地方可以自行決定使用哪種策略：

public class TestMain {public static void main(String[] args){Strategy strategyA = new StrategyA();Strategy strategyB = new StrategyB();Context context = new Context(strategyA);context.strategyMethod();context = new Context(strategyB);context.strategyMethod();} }

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策略模式的使用場景

1、購物系統

舉一個實際例子吧。假如有一個購物系統，在用戶付款的時候，會產生很多場景，根據用戶的不同情況算出不同用戶要付款的金額，這時候最直觀的一種做法是：

在付款的里面寫N多的if...else if...else，判斷用戶的場景，根據場景計算用戶付款金額。

這種設計明顯違反了開閉原則。開閉原則的"閉"，指的是對修改關閉，但是這里假如算法又多了幾種，那么必須再次修改這個付款的類。

這時候就可以使用策略模式。在付款的類里面持有一個付款接口的引用，每次根據不同場景傳入一個具體的策略就好了。比如A類中要使用S0算法，就傳入一個S0策略；B類中要使用S1算法，就傳入一個S1算法。不需要把判斷都放在付款的類中，代碼的可讀性、可維護性也更高了。付款這個類甚至可以直接生成一個.class文件放在一個jar包里面供調用。

2、使得代碼更優雅、更易維護

假如你的代碼中某處有一個打分系統，你為這個打分系統寫了一段非常長的邏輯，某天，產品部門的同事找你，給我換一段打分邏輯，此時，有兩種做法：

（1）把原有的打分邏輯刪除，但這么做一個缺點是是看不到以前的打分算法了，另一個缺點是如果以后打分算法要換回來就找不到代碼，雖然SVN和GIT這種版本管理工具都有歷史提交記錄的功能，但還是顯得麻煩

（2）把原有的打分邏輯注釋，但這么做的最大缺點是代碼中有大量的注釋，尤其在策略邏輯非常長的時候，這就導致了代碼的可讀性非常差

此時，就可以使用策略模式，將打分邏輯抽象為一種策略，換打分策略，新增一個策略的實現類，最后再讓代碼中傳入新的策略實現類即可。

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策略模式在Java中的應用及解讀

策略模式在Java中的應用，這個太明顯了，因為Comparator這個接口簡直就是為策略模式而生的。Comparable和Comparator的區別一文中，詳細講了Comparator的使用。比方說Collections里面有一個sort方法，因為集合里面的元素有可能是復合對象，復合對象并不像基本數據類型，可以根據大小排序，復合對象怎么排序呢？基于這個問題考慮，Java要求如果定義的復合對象要有排序的功能，就自行實現Comparable接口或Comparator接口，看一下sort帶Comparator的重載方法：

1 public static <T> void sort(List<T> list, Comparator<? super T> c) { 2 Object[] a = list.toArray(); 3 Arrays.sort(a, (Comparator)c); 4 ListIterator i = list.listIterator(); 5 for (int j=0; j<a.length; j++) { 6 i.next(); 7 i.set(a[j]); 8 } 9 }

跟一下第3行：

1 public static <T> void sort(T[] a, Comparator<? super T> c) { 2 T[] aux = (T[])a.clone(); 3 if (c==null) 4 mergeSort(aux, a, 0, a.length, 0); 5 else 6 mergeSort(aux, a, 0, a.length, 0, c); 7 }

傳入的c不為null，跟一下第6行的mergeSort：

1 private static void mergeSort(Object[] src, 2 Object[] dest, 3 int low, int high, int off, 4 Comparator c) { 5 int length = high - low; 6 7 // Insertion sort on smallest arrays 8 if (length < INSERTIONSORT_THRESHOLD) { 9 for (int i=low; i<high; i++) 10 for (int j=i; j>low && c.compare(dest[j-1], dest[j])>0; j--) 11 swap(dest, j, j-1); 12 return; 13 } 14 15 // Recursively sort halves of dest into src 16 int destLow = low; 17 int destHigh = high; 18 low += off; 19 high += off; 20 int mid = (low + high) >>> 1; 21 mergeSort(dest, src, low, mid, -off, c); 22 mergeSort(dest, src, mid, high, -off, c); 23 24 // If list is already sorted, just copy from src to dest. This is an 25 // optimization that results in faster sorts for nearly ordered lists. 26 if (c.compare(src[mid-1], src[mid]) <= 0) { 27 System.arraycopy(src, low, dest, destLow, length); 28 return; 29 } 30 31 // Merge sorted halves (now in src) into dest 32 for(int i = destLow, p = low, q = mid; i < destHigh; i++) { 33 if (q >= high || p < mid && c.compare(src[p], src[q]) <= 0) 34 dest[i] = src[p++]; 35 else 36 dest[i] = src[q++]; 37 } 38 }

第10行，根據Comparator接口實現類的compare方法的返回結果決定是否要swap（交換）。

這就是策略模式，我們可以給Collections的sort方法傳入不同的Comparator的實現類作為不同的比較策略。不同的比較策略，對同一個集合，可能會產生不同的排序結果。

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認識策略模式

應當明白，策略模式的重心不是如何實現算法（就如同工廠模式的重心不是工廠中如何產生具體子類一樣），而是如何組織、調用這些算法，從而讓程序結構更靈活，具有更好的維護性和擴展性。

策略模式有一個很大的特點就是各策略算法的平等性。對于一系列具體的策略算法，大家的地位是完全一樣的，正因為這個平等性，各個算法之間才可以相互替換。

運行期間，每一個時刻只能使用一個具體的策略實現對象，雖然可以動態地在不同的策略中實現切換。

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策略模式的優缺點

優點

1、避免了多重條件if...else if...else語句，多重條件語句并不容易維護

2、策略模式提供了管理相關算法簇的辦法，恰當使用繼承可以把公共代碼移到父類，從而避免了代碼重復

缺點

1、客戶端必須知道所有的策略類，并自行決定使用 哪一個策略，這意味著客戶端必須理解這些算法的區別，以便選擇恰當的算法

2、如果備選策略很多，對象的數據會很多

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Java设计模式6：策略模式的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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