设计模式-策略模式（Strategy Model）

1、概述

    在开发过程中常常会遇到类似问题，实现一个功能的时候往往有多种算法/方法（策略），我们可以根据环境的不同来使用不同的算法或策略来实现这一功能。

    如在人物比较排序的实现中，我们有时需要把年龄做为比较的标准，或者有时又想将身高作为比较的标准，不同的比较标准也就衍生出了统一个比较目的的不同算法实现，在搜索问题中也是类似，有可能用到二分查找、顺序查找之类。通常较简单直接的思维便是将所有的算法（策略）写成一个类的方法，再通过客户端去调用；也可一将所有的算法全部封装在一个方法中用一堆的if...else...语句来判断。如果需要增加一种算法时，就需要去修改封装算法类的源代码；更换比较排序算法时，又需要去修改客户端代码。在算法类中封装了大量的算法，该类代码较复杂，维护困难；而且将策略包含在客户端，将导致客户端的程序庞大难以维护。

 

案例：出行旅游：出行旅游时，我们有以下几个策略可供选择：自行车、汽车、火车、飞机等，不同的方式，单都是去实现旅行这一个目的，选择策略的依据是时间、金钱、方便程度（对应到工程中就是需求的环境）。

 

2、目的

    策略模式的目的在于：使算法和对象分离开来，能让算法独立于对象去变化。

    核心思想其实是利用了面向对象编程多态的使用。

 

3、适用场景

    当存在一下情况时使用Strategy模式：

　　1）许多类实现统一目的，仅方式不同。“策略”提供了一种用多个行为中的一种来配置类的实现的方法，及一个系统可以动态的在多个算法中选择其中一种；

　　2）需要同一中算法的不同变体。如：在比较对象时，采用的比较算法的不同，有可能需要去比较对象的成员变量；

　　3）一个类或者方法中定义了多种行为，并且这些行为以多个判断语句来相互切换。可将相关的条件分支移入各自的Strategy类中去实现。

　　4）算法的封装。通过策略模式向使用算法的客户隐藏算法的具体实现。

 

4、结构与组成

　　策略模式的结构主要分类三个部分：

　　抽象策略类(Strategy)：定义所有实现算法的公共接口，Context直接使用接口调用ConcreteStrategy的具体算法。

　　具体策略类(ConcreteStrategy)：实现具体的算法，每个具体的算法类必须实现Strategy接口。

　　环境类(Context)：具体算法的使用类，需要用指定的一个ConcreteStrategy来配置。

 

4、实现

　　一个班级的若干个学生，对他们进行排序分别按照名字、年龄、id排序（正序和倒序两种方式），如年龄和名字重复，则使用id进行升序排序。

 package com.cnblogs.vicentzh.strategymodel;

 import java.util.ArrayList;
 import java.util.Collections;
 import java.util.Comparator;
 import java.util.Iterator;
 import java.util.List;

 public class StrategyModel
 {
     /**
      * @Describe 客户端程序
      * @param args
      */
     public static void main(String[] args)
     {
         Student p1 = new Student("Tom",1,20);
         Student p2 = new Student("Tonny",2,50);
         Student p3 = new Student("Tom",5,30);
         Student p4 = new Student("John",8,10);
         Student p5 = new Student("Susan",9,15);

         List<Student> students = new ArrayList<Student>();
         students.add(p1);
         students.add(p2);
         students.add(p3);
         students.add(p4);
         students.add(p5);

         Context env = new Context();

         //正序排列
         UpNameSort uns = new UpNameSort();
         env.setSortStrategy(uns);
         env.sort(students);

         for (Iterator<Student> iter=students.iterator(); iter.hasNext();)
         {
             Student student = iter.next();
             System.out.println("id: " + student.getId() + ", name: " + student.getName()
                     + ", age:" + student.getAge());
         }
         System.out.println("-----------------------");

         //倒序排列
         DownNameSort dns = new DownNameSort();
         env.setSortStrategy(dns);
         env.sort(students);

         for (Iterator<Student> iter=students.iterator(); iter.hasNext();)
         {
             Student student = iter.next();
             System.out.println("id: " + student.getId() + ", name: " + student.getName()
                     + ", age:" + student.getAge());
         }

     }
 }

 //需要用到的具体实例类
 class Student
 {
     private String name;
     private int age;
     private int id;

     public Student(String name, int age, int id)
     {
         this.name = name;
         this.age = age;
         this.id = id;
     }

     public String getName()
     {
         return name;
     }
     public int getAge()
     {
         return age;
     }
     public int getId()
     {
         return id;
     }
 }

 //抽象策略类(Strategy)，即策略接口
 interface SortStrategy
 {
     public void sortStudent(List<Student> students);
 }

 //具体策略类(ConcreteStrategy),即具体正序算法实现类
 class UpNameSort implements SortStrategy,Comparator<Student>
 {
     @Override
     public void sortStudent(List<Student> students)
     {
         Collections.sort(students, this);
     }

     @Override
     public int compare(Student o1, Student o2)
     {
         int result = o1.getName().compareTo(o2.getName());
         if(0==result)
         {
             return o1.getId() - o2.getId();
         }
         return result;
     }
 }

 //具体策略类(ConcreteStrategy),即具体倒序算法实现类
 class DownNameSort implements SortStrategy, Comparator<Student>
 {
     @Override
     public void sortStudent(List<Student> students)
     {
         Collections.sort(students, this);

     }

     @Override
     public int compare(Student o1, Student o2)
     {
         int result = o2.getName().compareTo(o1.getName());
         if(0==result)
         {
             return o1.getId() - o2.getId();
         }
         return result;
     }
 }

 //使用环境类(Context)
 //环境类根据接收到客户端具体的策略来对对象进行使用，同样也能用setSortStrategy方法
 //随时根据客户端的需求去改变策略算法，并且不影响对象。
 class Context
 {
     private SortStrategy concreteStrategy; //使用策略配置环境类

     public Context(SortStrategy conSortStrategy)
     {
         this.concreteStrategy = conSortStrategy;
     }

     public Context()
     {

     }

     //可随意定制化具体策略
     public void setSortStrategy(SortStrategy conSortStrategy)
     {
         this.concreteStrategy = conSortStrategy;
     }

     //使用具体的策略(concreteStrategy)对对象进行操作
     public void sort(List<Student> students)
     {
         concreteStrategy.sortStudent(students);
     }
 }

5、优缺点

　　Strategy模式的优点：

　　1）Strategy类将具体的算法进行抽象，为Context类提供了一系列可重用的算法或行为，同时屏蔽了底层算法实现的细节，同样也提高了代码的可重用性。

　　2）通过Strategy模式，将具体策略的实现与应用的对象隔离开来，实现行为与对象的解耦；这样能是应用对象动态便捷的动态改变行为，使得算法易于切换、易于理解、易于扩展；

　　3）消除了大量if...else...代码的冗余性和复杂性，以行为封装的形式使代码的逻辑表达更为清晰。

 

　　Strategy模式的缺点：

　　1）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:  模式的潜在缺点就是一个客户要选择一个合适的Strategy就必须知道这些Strategy到底有何不同。此时可能不得不向客户暴露具体的实现问题。

　　2）Strategy和Context之间的通信开销 ：无论各个ConcreteStrategy实现的算法是简单还是复杂, 它们都共享Strategy定义的接口。因此很可能某些 ConcreteStrategy不会都用到所有通过这个接口传递给它们的信息；简单的 ConcreteStrategy可能不使用其中的任何信息！这就意味着有时Context会创建和初始化一些永远不会用到的参数。

　　3）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。 增加了对象的数目 Strategy增加了一个应用中的对象的数目。

 

6、总结分析

　　1）策略模式是一个比较容易理解和使用的设计模式，策略模式是对算法的封装，它把算法的实现和算法的使用对象解耦，委派给不同的对象管理。策略模式通常把一个系列的算法封装到一系列的策略类里面，作为一个抽象策略类的子类。用一句话来说，就是“准备一组算法，并将每一个算法封装起来，使得它们可以互换”。

　　2）策略模式仅仅封装算法，提供新算法插入到已有系统中，以及老算法从系统中“换代”和“退休”的方便。

　　3）在策略模式中，策略模式并不决定在何时使用何种算法，算法的选择由客户端来决定。这在一定程度上提高了系统的灵活性，但是客户端需要理解所有具体策略类之间的区别，以便选择合适的算法，这也是策略模式的缺点之一，在一定程度上增加了客户端的使用难度。

 

 

 

 

作者：vincentzh

出处：http://www.cnblogs.com/vincentzh/

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