俗话说条条大路通罗马,很多情况下实现某个目标地途径都不只一条。在软件开发中,也会时常遇到这样的情况,实现某一个功能有多条途径,每一条途径都对应一种算法。此时,可以使用一种设计模式来实现灵活地选择解决途径,也能够方便地增加新的解决途径。

策略模式(Strategy) 学习难度:★☆☆☆☆ 使用频率:★★★★☆

一、电影票打折方案的设计

1.1 需求背景

Background:M公司为某电影院开发了一套影院售票系统,在该系统中需要为不同类型的用户提供不同的电影票打折方式,具体打折方案如下:

(1)学生凭学生证可享受票价8折优惠;

(2)年龄在10周岁以及以下的儿童可以享受每张票减免10元的优惠(原始票价需要大于20元);

(3)影院VIP用户除享受票价八折优惠外还可以进行积分,积分累计到一定额度可以换取电影院赠送的奖品;

该系统在将来还可能会根据需求引入更多的打折方案。  

1.2 初始设计

  M公司的开发人员为了实现上述需求,设计了一个电影票类MovieTicket,其核心代码片段如下:

    public class MovieTicket
{
public double Price
{
get;
set;
}
public string Type { private get; set; } // 计算打折之后的票价
public double Calculate()
{
// 学生票折后票价计算
if (this.Type.Equals("student", StringComparison.OrdinalIgnoreCase))
{
Console.WriteLine("学生票:");
return this.Price * 0.8;
}
// 儿童票折后票价计算
else if (this.Type.Equals("children", StringComparison.OrdinalIgnoreCase))
{
Console.WriteLine("儿童票:");
return this.Price - ;
}
// VIP票折后票价计算
else if (this.Type.Equals("vip", StringComparison.OrdinalIgnoreCase))
{
Console.WriteLine("VIP票:");
Console.WriteLine("增加积分!");
return this.Price * 0.5;
}
else
{
return this.Price; // 不满足任何条件则原价出售
}
}
}

  客户端调用代码如下:

    public static void Main()
{
MovieTicket mt = new MovieTicket();
double originalPrice = 60.0; // 原始票价
double currentPrice; // 折后票价
mt.Price = originalPrice; Console.WriteLine("原始票价:{0}", originalPrice);
Console.WriteLine("----------------------------------------"); mt.Type = "student";
currentPrice = mt.Calculate();
Console.WriteLine("折后票价:{0}", currentPrice);
Console.WriteLine("----------------------------------------"); mt.Type = "children";
currentPrice = mt.Calculate();
Console.WriteLine("折后票价:{0}", currentPrice);
Console.WriteLine("----------------------------------------");
}

  虽然通过MovieTicket类实现了电影票的折后计算,该方案解决了电影票打折问题,每一种打折方式都可以称为一种打折算法,更换打折方式只需要修改客户端代码中的参数,无须修改源代码。但是,该方案并不完美,还存在以下问题:

  (1)MovieTicket类的Calculate()方法非常庞大,太长的if-else语句,不利于测试与维护。

  (2)增加新的打折算法或修改原有打折算法都必须修改MovieTicket类源代码,违反了开闭原则。

  (3)打折算法的复用性比较差,无法在其他系统(例如商场销售管理系统)中进行重用。

  如何解决这3个问题,M公司开发人员决定对MovieTicket类进行重构,将其职责分离,并将打折算法的定义和使用相分离,这也是策略模式所需要解决的问题。

二、策略模式概述

2.1 策略模式简介

  策略模式的主要目的主要是将算法的定义和使用分开,也就是将算法的行为和环境分开,将算法的定义放在专门的策略类中,每一个策略类封装一个实现算法。而使用算法的环境中针对抽象策略编程,而不是针对实现编程,符合依赖倒置原则。

策略(Strategy)模式:定义一系列算法类,将每一个算法封装起来,并让它们可以相互替换。策略模式让算法独立于使用它的客户而变化。它也被成为政策模式,是一种行为型模式。  

2.2 策略模式结构

  策略模式结构并不复杂,如下图所示:

  策略模式包含以下3个角色:

  (1)Context(环境类):负责使用算法策略,其中维持了一个抽象策略类的引用实例。

  (2)Strategy(抽象策略类):所有策略类的父类,为所支持的策略算法声明了抽象方法。=> 既可以是抽象类也可以是接口

  (3)ConcreteStrategy(具体策略类):实现了在抽象策略类中声明的方法。

三、重构电影票打折方案的设计

3.1 重构后的设计

  为了实现打折算法的复用以及未来的可扩展性,M公司开发人员使用策略模式来重构,其结构如下图所示:

  其中,MovieTicket充当Context环境类,Discount充当抽象策略角色,而StudentDiscount、VIPDiscount和ChildrenDiscount则充当ConcreteStrategy具体策略角色。

3.2 具体代码实现

  (1)Context 环境类:MovieTicket

    /// <summary>
/// 环境类:电影票MovieTicket
/// </summary>
public class MovieTicket
{
private double _price;
private IDiscount _discount; public double Price
{
get
{
return _discount.Calculate(_price);
}
set
{
_price = value;
}
} public IDiscount Discount
{
set
{
_discount = value;
}
}
}

  (2)Strategy 抽象策略类:IDiscount

     /// <summary>
/// 抽象策略类:折扣Discount
/// </summary>
public interface IDiscount
{
double Calculate(double price);
}

  (3)ConcreteStrategy 具体策略类:StudentStrategy, VIPStrategy 和 ChildrenStrategy

    /// <summary>
/// 具体策略类:学生票折扣StudentDiscount
/// </summary>
public class StudentDiscount : IDiscount
{
public double Calculate(double price)
{
Console.WriteLine("学生票:");
return price * 0.8;
}
} /// <summary>
/// 具体策略类:VIP会员票VIPDiscount
/// </summary>
public class VIPDiscount : IDiscount
{
public double Calculate(double price)
{
Console.WriteLine("VIP票:");
Console.WriteLine("增加积分!");
return price * 0.5;
}
} /// <summary>
/// 具体策略类:儿童票折扣ChildrenDiscount
/// </summary>
public class ChildrenDiscount : IDiscount
{
public double Calculate(double price)
{
Console.WriteLine("儿童票:");
return price - ;
}
}

  (4)客户端调用:

    public class Program
{
public static void Main(string[] args)
{
MovieTicket mt = new MovieTicket();
double originalPrice = 60.0;
double currentPrice = originalPrice; mt.Price = originalPrice;
Console.WriteLine("原始票价:{0}", originalPrice);
Console.WriteLine("----------------------------------------"); IDiscount discount = AppConfigHelper.GetStrategyInstance() as IDiscount;
if (discount != null)
{
mt.Discount = discount;
currentPrice = mt.Price;
}
Console.WriteLine("折后票价:{0}", currentPrice); Console.ReadKey();
}
}

  其中,具体的策略被配置在了配置文件中,以此来提高系统灵活性和可扩展性:

<?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?>
<configuration>
<appSettings>
<add key="DiscountStrategy" value="Manulife.ChengDu.DesignPattern.Strategy.VIPDiscount, Manulife.ChengDu.DesignPattern.Strategy" />
</appSettings>
</configuration>

  AppConfigHelper类主要用于读取配置文件,并反射生成具体策略实例,其具体代码如下,这里不再赘述:

    public class AppConfigHelper
{
public static string GetStrategyName()
{
string factoryName = null;
try
{
factoryName = System.Configuration.ConfigurationManager.AppSettings["DiscountStrategy"];
}
catch (Exception ex)
{
Console.WriteLine(ex.Message);
}
return factoryName;
} public static object GetStrategyInstance()
{
string assemblyName = AppConfigHelper.GetStrategyName();
Type type = Type.GetType(assemblyName); var instance = Activator.CreateInstance(type);
return instance;
}
}

  编译运行后的结果如下图所示:

  

  如果需要切换策略,例如从VIP改为儿童票,只需修改配置文件:

<?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?>
<configuration>
<appSettings>
<add key="DiscountStrategy" value="Manulife.ChengDu.DesignPattern.Strategy.ChildrenDiscount, Manulife.ChengDu.DesignPattern.Strategy" />
</appSettings>
</configuration>

  重新运行客户端程序,得到如下图所示的结果:

  

  如果后期需要增加新的打折方式,原有代码均无需修改,只需要新增一个折扣策略类即可,然后修改一下配置文件,完全符合开闭原则。

四、策略模式总结

4.1 主要优点

  (1)提供了对开闭原则的完美支持,用户可以在不修改原有系统的基础上选择具体算法或行为,也可以灵活地增加新的算法或行为。

  (2)避免了多重的if-else条件选择语句,利于系统的维护。

  (3)提供了一种算法的复用机制,不同的环境类可以方便地复用这些策略类。

4.2 主要缺点

  (1)客户端需要知道所有的策略类,并自行决定使用哪一个策略 => 只适用于客户端了解所有策略算法的情况

  (2)将造成系统产生很多的具体策略类,任何细小的变化都将导致系统要增加一个具体策略类 => 类的个数也许会超出预期

  (3)无法在客户端同时使用多个策略类 => 客户端每次只能使用一个策略类

4.3 应用场景

  (1)如果一个系统要动态地在几种算法之间选择其中一种 => 那就快用策略模式吧骚年!

  (2)如果有难以维护的多重if-else条件选择语句是为了实现对象的行为 => 那就快用策略模式吧骚年!

  (3)不希望客户知道复杂的与算法有关的数据结构,可以将其封装到策略中 => 提高算法的保密性和安全性!

参考资料

  

  刘伟,《设计模式的艺术—软件开发人员内功修炼之道》

作者:周旭龙

出处:http://edisonchou.cnblogs.com

本文版权归作者和博客园共有,欢迎转载,但未经作者同意必须保留此段声明,且在文章页面明显位置给出原文链接。

设计模式的征途—18.策略(Strategy)模式的更多相关文章

  1. 设计模式C++实现(1)——策略(Strategy)模式

    目录 策略模式 应用案例 实现的关键 Talk is cheap,let's See The Code 设计思想 参考 策略模式 策略模式定义了一系列算法和行为(也就是策略),他们可以在运行时相互替换 ...

  2. 设计模式C++描述----15.策略(Strategy)模式

    一. 举例说明 以前做了一个程序,程序的功能是评价几种加密算法时间,程序的使用操作不怎么变,变的是选用各种算法. 结构如下: Algorithm:抽象类,提供算法的公共接口. RSA_Algorith ...

  3. 《Head First 设计模式》ch.1 策略(Strategy)模式

    策略模式 定义了算法族,分别封装起来,让它们可以互相替换,让算法的变化独立于使用算法的客户. 模式名词的意义 威力强大,交流的不止是模式名称,而是一整套模式背后所象征的质量.特性.约束 用更少的词汇做 ...

  4. 策略(strategy)模式

    Head First一书中对于策略(strategy)模式的正式定义是:策略模式定义了算法族,分别封装起来,让他们之间可以相互替换,此模式让算法的变化独立于使用算法的客户. 为了介绍这个算法,书中讲了 ...

  5. Java 实现策略(Strategy)模式

    策略模式:行为型模式 将同一行为,不同的处理算法分别封装起来.让它们之间能够互相替换 1. 定义一个超类型接口,及 行为方法 2. 定义不同的实现类,实现该行为的 不同的算法 /** * 策略模式:针 ...

  6. 《图解设计模式》读书笔记4-2 STRATEGY模式

    目录 示例程序 角色 想法 Strategy模式即策略模式,在编程中,策略指的就是算法.利用此模式可以整体替换算法,即使用不同方式解决同一个问题.比如设计一个围棋程序,通过切换算法可以方便地切换AI的 ...

  7. C++设计模式实现--策略(Strategy)模式

    版权声明:本文为博主原创文章,未经博主同意不得转载. https://blog.csdn.net/L_Andy/article/details/30489331 一. 举例说明 曾经做了一个程序,程序 ...

  8. Head First 设计模式 - 01. 策略 (Strategy) 模式

    当涉及到"维护"时,为了"复用"目的而使用继承,结局并不完美 P4 对父类代码进行修改时,影响层面可能会很大 思考题 利用继承来提供 Duck 的行为,这会导致 ...

  9. Java设计模式透析之 —— 策略(Strategy)

    今天你的leader兴致冲冲地找到你,希望你能够帮他一个小忙.他如今急着要去开会.要帮什么忙呢?你非常好奇. 他对你说.当前你们项目的数据库中有一张用户信息表.里面存放了非常用户的数据.如今须要完毕一 ...

随机推荐

  1. 1、AngularJS 验证

    1.formName.inputFieldName.property($pristine(未修改).$dirty(修改过的).$valid(合法).$invalid(非法).$error(当前表单所有 ...

  2. 如何用JavaScript复制到剪贴板

    <!DOCTYPE HTML> <html lang="en-US"> <head> <meta charset="UTF-8& ...

  3. 如何在自己的网页上插入一个超链接,发起临时qq会话

    1.先开通临时会话功能 打开网页http://shang.qq.com/v3/index.html

  4. 开源 .net license tool, EasyLicense !

    介绍: 过去我常常像是否有一个帮助授权的软件,它可以非常简单的创建license,并且非常容易的验证license. 这是一个非常普通和公共的功能,但是我没有找到合适的开源软件,大部分开源软件都比较复 ...

  5. MySQL--当mysqldump --single-transaction遇到alter table(2)

    在上篇<MySQL--当mysqldump --single-transaction遇到alter table>中测试发现,在MySQL 5.6版本中,如果在mysqldump期间修改表, ...

  6. TwenLite源码阅读

    概要: 这里使用的TweenLite版本是:V1.18.0. TweenLite核心有: EventDispatcher:用个as3的对这个应该不陌生,用来添加事件监听和抛出事件的.不过,js版是阉割 ...

  7. x01.ExcelHelper: NPOI 操作

    Excel 操作,具有十分明显的针对性,故很难通用,但这并不妨碍参考后以解决自己的实际问题. 有一汇总表如下: 当然,只是示范,产品的代码应该唯一!现在要根据此汇总表产生各个客户的产品清单.由于客户较 ...

  8. 【Python3之多进程】

    一.进程和线程的简单解释 进程(process)和线程(thread)是操作系统的基本概念,但是它们比较抽象,不容易掌握. 用生活举例: (转自阮一峰网络日志) 1.计算机的核心是CPU,它承担了所有 ...

  9. spring +springmvc+mybatis组合web.xml文件配置

    <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?><web-app xmlns:xsi="http://w ...

  10. ABP入门系列(20)——使用后台作业和工作者

    ABP入门系列目录--学习Abp框架之实操演练 源码路径:Github-LearningMpaAbp 1.引言 说到后台作业,你可能条件反射的想到BackgroundWorker,但后台作业并非是后台 ...