設計模式學習筆記-策略模式

　　在講策略模式之前，我先給大家舉個日常生活中的例子，從首都國際機場到XXX酒店，怎么過去？1）酒店接機服務，直接開車來接。2）打車過去。3)機場快軌+地鐵 4）機場巴士 5）公交車 6）走路過去(不跑累死的話） 等等。使用方法，我們都可以達到從機場到XXX酒店的目的，對吧。那么我所列出的從機場到XXX酒店的的方法，就是我們可以選擇的策略。

　　再舉個例子，就是我們使用WCF時，往往避免不了對它進行擴展，例如授權，我們可以通過自定義授權來擴展WCF。這里我們可以通過自定義AuthorizationPolicy和ServiceAuthorizationManager來實現對它的擴展，這是策略模式的一個真實應用。

1. 概述

　　它定義了算法家族，分別封裝起來，讓它們之間可以互相替換，此模式讓算法的變化不會影響到使用算法的客戶端。

2. 模式中的角色

　　2.1 策略類（Stratege）：定義所有支持的算法的公共接口。

　　2.2 具體策略類（Concrete Stratege）：封裝了具體的算法或行為，繼承於Stratege類。

　　2.3 上下文類（Context）：用一個ConcreteStratege來配置，維護一個對Stratege對象的引用。

　　對比開篇例子分析一下這個模式中的角色：

　　在從機場到XXX酒店的這個例子中，策略類中必然要包括GoToHotel這個方法。而具體策略類應該實現或繼承策略類，它的實現就不用說了。上下文類，這個類很重要，也很有意思，因為它需要去選擇使用哪個策略，例如這個上下我是我，我要從機場到XXX酒店，1）我根本不差錢，酒店也提供接機服務，那我必然選擇酒店接機呀；2）如果酒店不提供接機我就選擇打的。3）如果我囊中羞澀，就可以選擇公共交通。4）如果我現在錢都花完了，連吃飯的錢都沒有了，那么我只能選擇走路過去了，沒准半道上還得討飯呢！

3. 模式解讀

　　3.1 策略模式的一般化類圖

　　

　　3.2 策略模式的代碼實現

    /// <summary>
    /// 策略類，定義了所有支持的算法的公共接口
    /// </summary>
    public abstract class Stratege
    {
        /// <summary>
        /// 策略類中支持的算法，當然還可以有更多，這里只定義了一個。
        /// </summary>
        public abstract void Algorithm();
    }

    /// <summary>
    /// 具體策略 A，實現了一種具體算法
    /// </summary>
    public class ConcreteStrategeA : Stratege
    {

        /// <summary>
        /// 具體算法
        /// </summary>
        public override void Algorithm()
        {
            // 策略A中實現的算法
        }
    }
    /// <summary>
    /// 具體策略 B，實現了一種具體算法
    /// </summary>
    public class ConcreteStrategeB : Stratege
    {

        /// <summary>
        /// 具體算法
        /// </summary>
        public override void Algorithm()
        {
            // 策略B中實現的算法
        }
    }


    /// <summary>
    /// Context 上下文，維護一個對Stratege對象的引用
    /// </summary>
    public class Context
    {
        private Stratege m_Stratege;

        /// <summary>
        /// 初始化上下文時，將具體策略傳入
        /// </summary>
        /// <param name="stratege"></param>
        public Context(Stratege stratege)
        {
            m_Stratege = stratege;
        }

        /// <summary>
        /// 根據具體策略對象，調用其算法
        /// </summary>
        public void ExecuteAlgorithm()
        {
            m_Stratege.Algorithm();
        }
    }

 

4. 模式總結

　　4.1 優點

　　　　4.1.1 策略模式是一種定義一系列算法的方法，從概念上來看，所有算法完成的都是相同的工作，只是實現不同，它可以以相同的方式調用所有的算法，減少了各種算法類與使用算法類之間的耦合。

　　　　4.1.2 策略模式的Stratege類為Context定義了一系列的可供重用的算法或行為。繼承有助於析取出這些算法的公共功能。

　　　　4.1.3 策略模式每個算法都有自己的類，可以通過自己的接口單獨測試。因而簡化了單元測試。

　　　　4.1.4 策略模式將具體算法或行為封裝到Stratege類中，可以在使用這些類中消除條件分支（避免了不同行為堆砌到一個類中）。

　　4.2 缺點

　　　　將選擇具體策略的職責交給了客戶端，並轉給Context對象

　　4.3 適用場景

　　　　4.3.1 當實現某個功能需要有不同算法要求時

　　　　4.3.2 不同時間應用不同的業務規則時

5. 實例：排序是我們經常接觸到的算法，實現對一個數組的排序有很多方法，即可以采用不同的策略。下面給出了排序功能的策略模式的解決方案。

　　5.1 實現類圖

　　

　　5.2 代碼實現

    /// <summary>
    /// 排序算法策略
    /// </summary>
    public abstract class SortStratege
    {
        /// <summary>
        /// 排序
        /// </summary>
        /// <param name="array"></param>
        /// <returns></returns>
        public abstract int[] Sort(int[] array);
    }

    /// <summary>
    /// 冒泡排序
    /// </summary>
    public class BubbleSort : SortStratege
    {
        /// <summary>
        /// 冒泡排序算法(遞增排序)
        /// </summary>
        /// <param name="array"></param>
        /// <returns></returns>
        public override int[] Sort(int[] array)
        {
            // 實現冒泡排序算法
            for (int i = 0; i < array.Length; i++)
            {
                for (int j = i + 1; j < array.Length; j++)
                {
                    if (array[i] > array[j])
                    {
                        int temp = array[j];
                        array[j] = array[i];
                        array[i] = temp;
                    }
                }
            }

            return array;
        }
    }

    /// <summary>
    /// 插入排序
    /// </summary>
    public class InsertSort : SortStratege
    {

        /// <summary>
        /// 插入排序算法(遞增排序)
        /// </summary>
        /// <param name="array"></param>
        /// <returns></returns>
        public override int[] Sort(int[] array)
        {
            // 實現插入排序算法
            int temp;
            int i, j, n;
            n = array.Length;

            for (i = 1; i < n; i++)
            {
                temp = array[i];
                for (j = i; j > 0; j--)
                {
                    if (temp < array[j - 1])
                        array[j] = array[j - 1];
                    else
                        break;

                    array[j] = temp;
                }
            }
            return null;
        }
    }

    public class SortContext
    {
        private int[] m_Array;
        private SortStratege m_Stratege;

        /// <summary>
        /// 初始化時將要排序的數組和排序策略傳入給Context
        /// </summary>
        /// <param name="array"></param>
        /// <param name="stratege"></param>
        public SortContext(int[] array, SortStratege stratege)
        {
            m_Array = array;
            m_Stratege = stratege;
        }

        /// <summary>
        /// 調用排序算法
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        public int[] Sort()
        {
            int[] result = m_Stratege.Sort(this.m_Array);

            return result;
        }
    }

 

　　5.3 客戶端代碼

    public class Program
    {
        public static void Main(Object[] args)
        {
            int[] array = new int[] { 12, 8, 9, 18, 22 };

            //使用冒泡排序算法進行排序
            SortStratege sortStratege = new BubbleSort();
            SortContext sorter = new SortContext(array, sortStratege);
            int[] result = sorter.Sort();

            //使用插入排序算法進行排序
            SortStratege sortStratege2 = new InsertSort();
            SortContext sorter2 = new SortContext(array, sortStratege2);
            int[] result2 = sorter.Sort();
        }
    }