简说设计模式——策略模式
一、什么是策略模式
策略这个词应该怎么理解，打个比方说，我们出门的时候会选择不同的出行方式，比如骑自行车、坐公交、坐火车、坐飞机、坐火箭等等，这些出行方式，每一种都是一个策略。
再比如我们去逛商场，商场现在正在搞活动，有打折的、有满减的、有返利的等等，其实不管商场如何进行促销，说到底都是一些算法，这些算法本身只是一种策略，并且这些算法是随时都可能互相替换的，比如针对同一件商品，今天打八折、明天满100减30，这些策略间是可以互换的。
策略模式（Strategy），定义了一组算法，将每个算法都封装起来，并且使它们之间可以互换。UML结构图如下：
其中，Context是上下文，用一个ConcreteStrategy来配置，维护一个对Strategy对象的引用；Strategy是策略类，用于定义所有支持算法的公共接口；ConcreteStrategy是具体策略类，封装了具体的算法或行为，继承于Strategy。
1. Context上下文
Context上下文角色，也叫Context封装角色，起承上启下的作用，屏蔽高层模块对策略、算法的直接访问，封装可能存在的变化。
1 public class Context { 2 3 Strategy strategy; 4 5 public Context(Strategy strategy) { 6 this.strategy = strategy; 7 } 8 9 //上下文接口 10 public void contextInterface() { 11 strategy.algorithmInterface(); 12 } 13 14 }
2. 策略角色
抽象策略角色，是对策略、算法家族的抽象，通常为接口，定义每个策略或算法必须具有的方法和属性。algorithm是“运算法则”的意思。
1 public abstract class Strategy { 2 3 //算法方法 4 public abstract void algorithmInterface(); 5 6 }
3. 具体策略角色
用于实现抽象策略中的操作，即实现具体的算法，下方用print代替。测试类共3个ConcreteStrategy，其它两个类与ConcreteStrategyA同理，就不再赘述了。
1 public class ConcreteStrategyA extends Strategy { 2 3 @Override 4 public void algorithmInterface() { 5 System.out.println("算法A实现"); 6 } 7 8 }
4. Client客户端
下面依次更换策略，测试一下策略模式。
1 public class Client { 2 3 public static void main(String[] args) { 4 Context context; 5 6 context = new Context(new ConcreteStrategyA()); 7 context.contextInterface(); 8 9 context = new Context(new ConcreteStrategyB()); 10 context.contextInterface(); 11 12 context = new Context(new ConcreteStrategyC()); 13 context.contextInterface(); 14 } 15 16 }
运行结果如下：
二、策略模式的应用
1. 何时使用
- 一个系统有许多类，而区分它们的只是他们直接的行为时
2. 方法
- 将这些算法封装成一个一个的类，任意的替换
3. 优点
- 算法可以自由切换
- 避免使用多重条件判断（如果不用策略模式我们可能会使用多重条件语句，不利于维护）
- 扩展性良好，增加一个策略只需实现接口即可
4. 缺点
- 策略类数量会增多，每个策略都是一个类，复用的可能性很小
- 所有的策略类都需要对外暴露
5. 使用场景
- 多个类只有算法或行为上稍有不同的场景
- 算法需要自由切换的场景
- 需要屏蔽算法规则的场景
6. 应用实例
- 出行方式，自行车、汽车等，每一种出行方式都是一个策略
- 商场促销方式，打折、满减等
- Java AWT中的LayoutManager，即布局管理器
7. 注意事项
- 如果一个系统的策略多于四个，就需要考虑使用混合模式来解决策略类膨胀的问题
三、策略模式的实现
下面就以商场促销为例使用策略模式实现商场促销算法。UML图如下：
1. 上下文类
首先声明一个CashSuper对象，通过构造方法，传入具体的收费策略，getResult()方法的功能为根据收费策略的不同获得计算结果。
1 public class CashContext { 2 3 private CashSuper cashSuper; 4 5 public CashContext(CashSuper cashSuper) { 6 this.cashSuper = cashSuper; 7 } 8 9 public double getResult(double money) { 10 return cashSuper.acceptCash(money); 11 } 12 13 }
2. 现金收费抽象类
策略类，为抽象类，抽象出收费的方法供子类实现。
1 public abstract class CashSuper { 2 3 public abstract double acceptCash(double money); 4 5 }
3. 正常收费子类
没有任何活动的情况，正常收费，返回原价。
1 public class CashNormal extends CashSuper { 2 3 @Override 4 public double acceptCash(double money) { 5 return money; 6 } 7 8 }
4. 打折收费子类
打折活动，根据折扣返回打折后的价格。
1 public class CashRebate extends CashSuper { 2 3 private double moneyRebate = 1; //折扣 4 5 public CashRebate(double moneyRebate) { 6 this.moneyRebate = moneyRebate; 7 } 8 9 @Override 10 public double acceptCash(double money) { 11 return money * moneyRebate; 12 } 13 14 }
5. 返利收费子类
返利活动，输入返利条件和返利值，比如满300返100，moneyCoditation为300，moneyReturn为100。
result = money – Math.floor(money / moneyConditation) * moneyReturn; 的意思为，如果当前金额大于等于返利条件，则使用当前金额减去返利值。
1 public class CashReturn extends CashSuper { 2 3 private double moneyConditation = 0.0; //返利条件 4 private double moneyReturn = 0.0d; //返利值 5 6 public CashReturn(double moneyConditation, double moneyReturn) { 7 this.moneyConditation = moneyConditation; 8 this.moneyReturn = moneyReturn; 9 } 10 11 @Override 12 public double acceptCash(double money) { 13 double result = money; 14 15 if (money >= moneyConditation) { 16 result = money - Math.floor(money / moneyConditation) * moneyReturn; 17 } 18 19 return result; 20 } 21 22 }
6. Client客户端
下面写一个简单的程序测试一下上方编写的代码。
1 public class Client { 2 3 public static void main(String[] args) { 4 CashContext cashContext = null; 5 6 Scanner scanner = new Scanner(System.in); 7 System.out.print("请输入打折方式（1/2/3）："); 8 int in = scanner.nextInt(); 9 String type = ""; 10 11 switch (in) { 12 case 1: 13 cashContext = new CashContext(new CashNormal()); 14 type += "正常收费"; 15 break; 16 17 case 2: 18 cashContext = new CashContext(new CashReturn(300, 100)); 19 type += "满300返100"; 20 break; 21 22 case 3: 23 cashContext = new CashContext(new CashRebate(0.8)); 24 type += "打8折"; 25 break; 26 27 default: 28 System.out.println("请输入1/2/3"); 29 break; 30 } 31 32 double totalPrices = 0; 33 34 System.out.print("请输入单价："); 35 double price = scanner.nextDouble(); 36 System.out.print("请输入数量："); 37 double num = scanner.nextDouble(); 38 totalPrices = cashContext.getResult(price * num); 39 40 System.out.println("单价：" + price + "，数量：" + num + "，类型：" + type + "，合计：" + totalPrices); 41 42 scanner.close(); 43 } 44 45 }
正常收费结果如下：
返利收费结果如下：
打折收费结果如下：