Java 策略模式

策略模式Strategy Pattern

　　在Java的集合框架中，經常需要通過構造方法傳入一個比較器Comparator，或者創建比較器傳入Collections的靜態方法中作為方法參數，進行比較排序等，使用的是策略模式。

 

策略模式的定義

　　定義一組算法，將每個算法都封裝起來，並且使它們之間可以互換。

　　策略模式使這些算法在客戶端調用它們的時候能夠互不影響地變化。

 

　　體現了兩個非常基本的面向對象設計原則：

　　封裝變化的概念。

　　編程中使用接口，而不是對接口的實現。

 

策略模式的意義

　　策略模式使開發人員能夠開發出由許多可替換的部分組成的軟件，並且各個部分之間是弱連接的關系。

　　弱連接的特性使軟件具有更強的可擴展性，易於維護；更重要的是，它大大提高了軟件的可重用性。

 

策略模式的組成

　　抽象策略角色：策略類，通常由一個接口或者抽象類實現。

　　具體策略角色：包裝了相關的算法和行為。

　　環境角色：持有一個策略類的引用，最終給客戶端用的。

 

策略模式的實現

　　策略模式的用意是針對一組算法，將每一個算法封裝到具有共同接口的獨立的類中，從而使得它們可以互相替換。

　　策略模式使得算法可以在不影響到客戶端的情況下發生變化。使用策略模式可以把行為和環境分割開來。

　　環境類負責維持和查詢行為類，各種算法則在具體策略中提供。由於算法和環境獨立開來，算法的修改不會影響環境和客戶端。

 

策略模式的編寫步驟

　　1.對策略對象定義一個公共接口。

　　2.編寫策略類，該類實現了上面的公共接口。

　　3.在使用策略對象的類中保存一個對策略對象的引用。

　　4.在使用策略對象的類中，實現對策略對象的set和get方法（注入）或者使用構造方法完成賦值。

 

運用策略模式的例子

　　

　　定義一個Strategy接口，其中定義一個方法，用於計算。　

public interface Strategy
{
    public int calculate(int a, int b);

}

　　定義具體的算法類，實現Strategy接口，算法類中的算法各自不同：加減乘等，但是外部調用形式符合接口的定義。　　

public class AddStrategy implements Strategy
{

    @Override
    public int calculate(int a, int b)
    {        
        return a + b;
    }

}

public class SubtractStrategy implements Strategy
{

    @Override
    public int calculate(int a, int b)
    {
        
        return a - b;
    }

}

public class MultiplyStrategy implements Strategy
{

    @Override
    public int calculate(int a, int b)
    {    
        return a * b;
    }

}

 

　　定義具體的環境角色，持有Strategy接口的引用，並且有get和set方法可以完成策略更換。在環境角色中調用接口的方法完成動作。

　　

public class Environment
{
    private Strategy strategy;

    public Environment(Strategy strategy)
    {
        this.strategy = strategy;
    }

    public Strategy getStrategy()
    {
        return strategy;
    }

    public void setStrategy(Strategy strategy)
    {
        this.strategy = strategy;
    }
    
    public int calculate(int a, int b)
    {
        return strategy.calculate(a, b);
    }
}

 

　　這樣在Client外部調用時，只需向環境角色設置相應的算法類，然后就可以得到相應的結果。

public class Client
{
    public static void main(String[] args)
    {
        
        AddStrategy addStrategy = new AddStrategy();
        Environment environment = new Environment(addStrategy);        
        System.out.println(environment.calculate(4, 3));
        
        //減法
        SubtractStrategy subStrategy = new SubtractStrategy();
        environment.setStrategy(subStrategy);
        System.out.println(environment.calculate(4, 3));
        
        //乘法
        MultiplyStrategy multiplyStrategy = new MultiplyStrategy();
        environment.setStrategy(multiplyStrategy);
        System.out.println(environment.calculate(4, 3));
    }

}

 

策略模式的缺點

　　1.客戶端必須知道所有的策略類，並自行決定使用哪一個策略類。

　　2.造成很多的策略類。

　　解決方案：采用工廠方法。

 

參考資料

　　聖思園張龍老師Java SE教學視頻《Java SE 第五十一講 策略模式深度剖析及其在集合框架中的應用》。