详解设计模式：策略模式

电玩女神 2023-09-23 17:17 128阅读 0赞

> 策略模式（Strategy Pattern）也被称为政策模式（Policy Pattern），是在 GoF 23 种设计模式中定义了的行为型模式。
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> 策略模式 是针对一组算法，将每一个算法封装到具有共同接口的独立的类中，使得它们可以互换，被封装起来的算法具有独立性外部不可改变其特性。
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> 本片文章内容包括：关于策略模式、策略模式 Demo（伪代码）、策略模式的应用（Comparator 中的策略模式）

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### 文章目录 ###

*   *  一、关于策略模式
     *   *   *  1、关于策略模式
             *  2、关于策略模式的构成
             *  3、关于策略模式的XML
             *  4、关于策略模式的使用场景
             *  5、关于策略模式的优缺点
     *  二、策略模式 Demo（伪代码）
     *   *   *  1、伪代码 Demo 实现
             *  2、Demo 测试
     *  三、策略模式的应用（Comparator 中的策略模式）

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## 一、关于策略模式 ##

#### 1、关于策略模式 ####

策略模式（Strategy Pattern）也被称为政策模式（Policy Pattern），是在 GoF 23 种设计模式中定义了的行为型模式。

策略模式 是针对一组算法，将每一个算法封装到具有共同接口的独立的类中，使得它们可以互换，被封装起来的算法具有独立性外部不可改变其特性。

策略模式 在实际的项目开发中，这个模式也比较常用。最常见的应用场景是，利用它来避免冗长的 if-else 或 switch 分支判断。不过，它的作用还不止如此。它也可以像模板模式那样，提供框架的扩展点等等。

#### 2、关于策略模式的构成 ####

策略模式主要由 3 种角色构成：

*  环境类（StrategyContext）：策略上下文对象，维护指向具体策略的引用，通过策略接口 Strategy 与对象进行沟通。
 *  抽象策略类（Strategy）：策略接口，定义统一的策略入口方法，留给具体策略类实现，且供 StrategyContext 调用。
 *  具体策略类（ConcreteStrategy）：具体的策略类，实现 Strategy，提供各种不同的算法。

#### 3、关于策略模式的XML ####

![在这里插入图片描述][49c0c3fe7fba4f81872c36d4580c248f.png_pic_center]

#### 4、关于策略模式的使用场景 ####

*  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。

#### 5、关于策略模式的优缺点 ####

\# 策略模式优点

*  策略模式符合开闭原则；
 *  避免了使用多重条件语句。如 if…else…语句、switch语句；
 *  使用策略模式可以提高算法的保密性和安全性。

\# 策略模式缺点

*  客户端必须知道所有策略，并自行决定使用那种策略；
 *  代码中会产生非常多的策略，增加维护难度；
 *  如果业务逻辑不是很复杂，强行使用策略模式会增加程序的复杂度。

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## 二、策略模式 Demo（伪代码） ##

#### 1、伪代码 Demo 实现 ####

\# Context 环境类

public class Context {
        
    
        /**
         * 持有一个具体策略的对象
         */
        private final Strategy strategy;
    
        /**
         * 构造函数，传入一个具体策略对象
         *
         * @param strategy 具体策略对象
         */
        public Context(Strategy strategy) {
        
            this.strategy = strategy;
        }
    
        /**
         * 策略方法
         */
        public void contextInterface() {
        
    
            strategy.interfaceStrategy();
        }
    
    }

\# Strategy 抽象策略类

public interface Strategy {
        
        /**
         * 策略方法
         */
        public void interfaceStrategy();
    }

\# ConcreteStrategy 具体策略类

public class ConcreteStrategyA implements Strategy {
        
    
        @Override
        public void interfaceStrategy() {
        
            //相关的业务
        }
    
    }
    public class ConcreteStrategyB implements Strategy {
        
    
        @Override
        public void interfaceStrategy() {
        
            //相关的业务
        }
    
    }
    public class ConcreteStrategyC implements Strategy {
        
    
        @Override
        public void interfaceStrategy() {
        
            //相关的业务
        }
    
    }

#### 2、Demo 测试 ####

public class Client {
        
    
        public static void main(String[] args) {
        
    
            // 模拟业务参数
            String parameter = "A";
    
            // 执行使用A策略
            Context context1 = new Context(new ConcreteStrategyA());
            context1.contextInterface();
            // 执行使用B策略
            Context context2 = new Context(new ConcreteStrategyB());
            context2.contextInterface();
            // 执行使用C策略
            Context context3 = new Context(new ConcreteStrategyB());
            context3.contextInterface();
    
        }
    }

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## 三、策略模式的应用（Comparator 中的策略模式） ##

JDK 中最常见的策略模式，就是 Comparator 中的策略模式。在 Arrays 类中有一个 sort() 方法：

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);
            }
        }
    }

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。如下测试类：

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]
        }
    }

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;
        }
    }

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。

[49c0c3fe7fba4f81872c36d4580c248f.png_pic_center]: https://img-blog.csdnimg.cn/49c0c3fe7fba4f81872c36d4580c248f.png#pic_center