【重温设计模式】策略模式及其Java示例

我不是女神ヾ 2024-05-01 05:46 11阅读 0赞

### 策略模式的基本概念 ###

策略模式，是一种常见的行为设计模式，主要用于处理程序中的一些相同行为，但具有不同实现方式的问题。在策略模式中，我们将每一种行为封装为一个个策略类，通过策略类的组合和切换，可以灵活地改变程序的行为。

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那么，我们为何需要使用策略模式呢？在很多情况下，我们的程序需要处理一些相似但又不完全相同的问题，例如，排序算法。我们可以使用冒泡排序、快速排序、堆排序等多种算法，这些算法的目标都是排序，但实现方式各有不同。如果我们将每种排序算法都封装成一个策略类，那么我们就可以在程序运行时根据需要，灵活地切换排序策略。

策略模式的结构主要由三部分组成：环境类（Context）、抽象策略类（Strategy）和具体策略类（ConcreteStrategy）。环境类封装了对策略的调用和策略的切换，抽象策略类定义了所有支持的算法的公共接口，具体策略类实现了抽象策略类定义的接口，并封装了具体的算法实现。

让我们通过一个简单的Java代码示例来进一步理解策略模式的结构组成：

// 抽象策略类
    public interface SortingStrategy {
        
        void sort(int[] numbers);
    }
    
    // 具体策略类：冒泡排序
    public class BubbleSortStrategy implements SortingStrategy {
        
        @Override
        public void sort(int[] numbers) {
        
            // 实现冒泡排序
            OneMore.bubbleSort(numbers);
        }
    }
    
    // 具体策略类：快速排序
    public class QuickSortStrategy implements SortingStrategy {
        
        @Override
        public void sort(int[] numbers) {
        
            // 实现快速排序
            OneMore.quickSort(numbers);
        }
    }
    
    // 环境类
    public class Sorter {
        
        private SortingStrategy strategy;
    
        public Sorter(SortingStrategy strategy) {
        
            this.strategy = strategy;
        }
    
        public void setStrategy(SortingStrategy strategy) {
        
            this.strategy = strategy;
        }
    
        public void sort(int[] numbers) {
        
            strategy.sort(numbers);
        }
    }

implements

dependency

«interface»

SortingStrategy

\+sort(int\[\] numbers)

BubbleSortStrategy

\+sort(int\[\] numbers)

QuickSortStrategy

\+sort(int\[\] numbers)

Sorter

\-SortingStrategy strategy

\+Sorter(SortingStrategy strategy)

\+setStrategy(SortingStrategy strategy)

\+sort(int\[\] numbers)

在接下来的部分，我们将通过一个Java实际案例，来展示策略模式在实际开发中的应用，以及其解决问题的能力。

### 策略模式的Java实际案例 ###

在我们深入解析了策略模式的基本概念之后，让我们来看看策略模式在实际开发中的应用，以及其解决问题的能力。

在电子商务中，商品的促销策略是十分重要的一环。例如，我们可能会有满减策略，打折策略，赠品策略等等。这些策略根据不同的商品、时间、地点等因素，可能会有所不同。如果我们用传统的编程方式，可能需要写大量的`if-else`语句来处理各种情况，代码将会变得非常复杂和难以维护。

这时，我们可以利用策略模式来解决这个问题。首先，我们定义一个促销策略接口，然后为每种策略实现一个具体的类。当需要计算商品的促销价格时，我们只需要选择合适的策略类进行计算即可。

public interface PromotionStrategy {
        
        double doPromotion(double price);
    }
    
    public class DiscountStrategy implements PromotionStrategy {
        
        @Override
        public double doPromotion(double price) {
        
            return price * 0.8;
        }
    }
    
    public class FullReductionStrategy implements PromotionStrategy {
        
        @Override
        public double doPromotion(double price) {
        
            if (price > 100) {
        
                return price - 20;
            } else {
        
                return price;
            }
        }
    }
    
    public class OneMoreClass {
        
        private PromotionStrategy strategy;
    
        public OneMore(PromotionStrategy strategy) {
        
            this.strategy = strategy;
        }
    
        public double getPromotionPrice(double price) {
        
            return strategy.doPromotion(price);
        }
    }

在这个例子中，我们可以看到，策略模式使得代码更加清晰，易于扩展和维护。

implements

uses

«interface»

PromotionStrategy

\+doPromotion(double price)

DiscountStrategy

\+doPromotion(double price)

FullReductionStrategy

\+doPromotion(double price)

OneMoreClass

\-PromotionStrategy strategy

\+OneMoreClass(PromotionStrategy strategy)

\+getPromotionPrice(double price)

当我们需要添加新的促销策略时，只需要增加一个实现了`PromotionStrategy`接口的类即可，无需修改原有的代码。然而，策略模式并非万能的，它也有其优点与缺点，这将是我们下一步要探讨的内容。

### 策略模式的优点与缺点 ###

在我们深入探讨策略模式的优点与缺点之前，让我们先回顾一下策略模式的定义。策略模式是一种行为设计模式，它使你能够在运行时切换对象中的算法或策略。这使得程序能够根据需要改变其行为，而无需改变其代码。在许多实际应用场景中，策略模式都发挥了重要的作用，比如我们之前提到的互联网电子商务项目。

策略模式的优点主要有两个。首先，策略模式可以避免使用多重条件选择语句。在传统的编程中，我们通常使用if-else或switch-case语句来处理不同的条件。然而，这样的代码往往难以维护和扩展。策略模式通过定义一系列的算法，将每个算法封装到具有共同接口的独立的类中，从而避免了多重条件选择语句。

其次，策略模式可以提高算法的复用性和灵活性。由于每个策略都被封装在独立的类中，因此可以在不同的程序中复用这些策略。此外，如果需要增加新的策略，只需要添加一个实现了策略接口的新类即可，不需要修改原有的代码。

然而，策略模式也有其缺点。其主要的缺点是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。这增加了客户端的复杂性，尤其是在策略类数量较多的情况下。此外，由于策略模式会产生许多策略类，如果未进行合理的组织和管理，可能会导致代码结构混乱。

总的来说，策略模式在需要根据不同条件执行不同算法，或者多个算法只在行为上稍有不同的情况下，使用最为合适。在这些情况下，策略模式可以提供一种灵活且可维护的解决方案。

### 总结 ###

生活充满了选择，而这些选择往往会塑造我们的命运。策略模式就是这样一种设计模式，它帮助我们在面对多种算法或策略时，能够做出灵活的选择，而无需改变代码的结构。这种设计模式在很多实际的开发场景中都发挥了重要的作用。

策略模式的优点是显而易见的，它可以避免使用多重条件选择语句，提高算法的复用性和灵活性。然而，它也有其缺点，主要是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。这无疑增加了客户端的复杂性，尤其是在策略类数量较多的情况下。

然而，我们要明白，没有哪一种设计模式是完美的，它们都有自己的优点和缺点。选择使用哪一种设计模式，取决于我们所面临的具体问题和需求。策略模式是一种非常实用的设计模式，它提供了一种灵活且可维护的解决方案。但是，我们也应该注意到，策略模式并不能解决所有的问题，它只是我们工具箱中的一种工具，我们需要根据实际情况，灵活选择和使用。

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