Java 23种设计模式（14.行为型模式-策略模式）

浅浅的花香味﹌ 2023-09-23 23:30 149阅读 0赞

> # 行为型模式-`策略模式` #

# 代码解析 #

## 类图 ##

![在这里插入图片描述][048e2c9d789e4b8c8c1684539f69bc31.png]

## 代码 ##

public interface Strategy {
        
        void algorithmInterface();
    }

public class StrategyA implements Strategy {
        
        @Override
        public void algorithmInterface() {
        
            System.out.println("algorithm-A");
        }
    }

public class StrategyB implements Strategy {
        
        @Override
        public void algorithmInterface() {
        
            System.out.println("algorithm-B");
        }
    }

public class StrategyC implements Strategy {
        
        @Override
        public void algorithmInterface() {
        
            System.out.println("algorithm-C");
        }
    }

public class Context {
        
        private Strategy strategy;
    
        public Context(Strategy strategy) {
        //初始化时， 传入具体的策略对象
            this.strategy = strategy;
        }
         public void context(){
        //根据具体的策略对象，调用其算法的方法
            strategy.algorithmInterface();
         }
    }

public class Client {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            Context c;
            c = new Context(new StrategyA());//实例化不同的策略对象
            c.context();
            System.out.println("-----------");
            c = new Context(new StrategyB());
            c.context();
            System.out.println("-----------");
            c = new Context(new StrategyC());
            c.context();
    
    
        }
    }

## 运行结果 ##

algorithm-A
    -----------
    algorithm-B
    -----------
    algorithm-C

# 1.概述 #

先看下面的图片，我们去旅游选择出行模式有很多种，可以骑自行车、可以坐汽车、可以坐火车、可以坐飞机。  
![在这里插入图片描述][0552f79a471e4ed1b441697fb3c29bf3.png]  
作为一个程序猿，开发需要选择一款开发工具，当然可以进行代码开发的工具有很多，可以选择Idea进行开发，也可以使用eclipse进行开发，也可以使用其他的一些开发工具。  
![在这里插入图片描述][82d099b119af4b39bdf0c20877522d46.png]  
**定义：**

*  该模式定义了一系列算法，并将每个算法封装起来，使它们可以相互替换，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**，它通过**对算法进行封装，把使用算法的责任和算法的实现分割开来**，并委派给不同的对象对这些算法进行管理。

# 2.结构 #

策略模式的主要角色如下：

*  `抽象策略（Strategy）类`：这是**一个抽象角色**，通常**由一个接口或抽象类实现**此角色给出所有的具体策略类所需的接口。

*  `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或行为。**
 *  `环境（Context）类`：**持有一个策略类的引用，最终给客户端调用。**

# 3. 类图 #

【例】促销活动

一家百货公司在定年度的促销活动。针对不同的节日（春节、中秋节、圣诞节）推出不同的促销活动，由促销员将促销活动展示给客户。类图如下：

![在这里插入图片描述][1524ed5683554afcac4e56ec338d541e.png]

# 4. 代码 #

定义百货公司所有促销活动的共同接口

public interface Strategy {
        
        void show();
    }

定义具体策略角色（Concrete Strategy）：每个节日具体的促销活动

public class StrategyA implements Strategy {
        
        //为春节准备的促销活动A
        @Override
        public void show() {
        
            System.out.println("买一送一");
        }
    }

public class StrategyB implements Strategy {
        
        //为中秋准备的促销活动B
        @Override
        public void show() {
        
            System.out.println("满200元减50元");
        }
    }

public class StrategyC implements Strategy {
        
        @Override
        public void show() {
        
            System.out.println("满1000元加一元换购任意200元以下商品");
        }
        //为圣诞准备的促销活动C
    }

`定义环境角色（Context）`：用于连接上下文，即把促销活动推销给客户，这里可以理解为销售员

public class SalesMan {
        
        private Strategy strategy;
    
        public Strategy getStrategy() {
        
            return strategy;
        }
    
        public void setStrategy(Strategy strategy) {
        
            this.strategy = strategy;
        }
    
        public SalesMan(Strategy strategy) {
        
            this.strategy = strategy;
        }
        public void salesManShow(){
        
            strategy.show();
        }
    }

public class Client {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            Strategy a;
            a= new StrategyA();//春节来了，使用春节促销活动
            SalesMan s1 = new SalesMan(a);// SalesMan salesMan = new SalesMan(new StrategyA());
            s1.salesManShow();
    
            System.out.println("---------------");
            a= new StrategyB();//中秋节到了，使用中秋节的促销活动
            SalesMan s2 = new SalesMan(a);//salesMan.setStrategy(new StrategyB());
            s2.salesManShow();
    
            System.out.println("---------------");
            a= new StrategyC();//圣诞节到了，使用圣诞节的促销活动
            SalesMan s3 = new SalesMan(a);//salesMan.setStrategy(new StrategyC());
            s3.salesManShow();
    
        }
    }

买一送一
    ---------------
    满200元减50元
    ---------------
    满1000元加一元换购任意200元以下商品

# 5.优缺点 #

**优点：**

*  策略类之间可以自由切换
    
    **由于策略类都实现同一个接口**，所以使它们之间可以自由切换。
 *  易于扩展
    
    **增加一个新的策略只需要添加一个具体的策略类即可**，基本不需要改变原有的代码，**符合“开闭原则“**
 *  **避免使用多重条件选择语句（if else）**，充分体现面向对象设计思想。

**缺点：**

*  **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**。
 *  **策略模式将造成产生很多策略类，可以通过使用享元模式在一定程度上减少对象的数量。**

# 6. 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**。

# 7.源码解析 #

Comparator 中的策略模式。在Arrays类中有一个 sort() 方法，如下：

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。就比如下面的测试类。

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。

[048e2c9d789e4b8c8c1684539f69bc31.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/048e2c9d789e4b8c8c1684539f69bc31.png
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