簡說設計模式——策略模式

一、什么是策略模式

　　策略這個詞應該怎么理解，打個比方說，我們出門的時候會選擇不同的出行方式，比如騎自行車、坐公交、坐火車、坐飛機、坐火箭等等，這些出行方式，每一種都是一個策略。

　　再比如我們去逛商場，商場現在正在搞活動，有打折的、有滿減的、有返利的等等，其實不管商場如何進行促銷，說到底都是一些算法，這些算法本身只是一種策略，並且這些算法是隨時都可能互相替換的，比如針對同一件商品，今天打八折、明天滿100減30，這些策略間是可以互換的。

　　策略模式（Strategy），定義了一組算法，將每個算法都封裝起來，並且使它們之間可以互換。UML結構圖如下：

　　其中，Context是上下文，用一個ConcreteStrategy來配置，維護一個對Strategy對象的引用；Strategy是策略類，用於定義所有支持算法的公共接口；ConcreteStrategy是具體策略類，封裝了具體的算法或行為，繼承於Strategy。

　　1. Context上下文

　　Context上下文角色，也叫Context封裝角色，起承上啟下的作用，屏蔽高層模塊對策略、算法的直接訪問，封裝可能存在的變化。

public class Context {
    
    Strategy strategy;
    
    public Context(Strategy strategy) {
        this.strategy = strategy;
    }
    
    //上下文接口
    public void contextInterface() {
        strategy.algorithmInterface();
    }

}

　　2. 策略角色

　　抽象策略角色，是對策略、算法家族的抽象，通常為接口，定義每個策略或算法必須具有的方法和屬性。algorithm是“運算法則”的意思。

public abstract class Strategy {
    
    //算法方法
    public abstract void algorithmInterface();

}

　　3. 具體策略角色

　　用於實現抽象策略中的操作，即實現具體的算法，下方用print代替。測試類共3個ConcreteStrategy，其它兩個類與ConcreteStrategyA同理，就不再贅述了。

public class ConcreteStrategyA extends Strategy {

    @Override
    public void algorithmInterface() {
        System.out.println("算法A實現");
    }

}

　　4. Client客戶端

　　下面依次更換策略，測試一下策略模式。

public class Client {
    
    public static void main(String[] args) {
        Context context;
        
        context = new Context(new ConcreteStrategyA());
        context.contextInterface();
        
        context = new Context(new ConcreteStrategyB());
        context.contextInterface();
        
        context = new Context(new ConcreteStrategyC());
        context.contextInterface();
    }

}

　　運行結果如下：

　　

二、策略模式的應用

　　1. 何時使用

• 一個系統有許多類，而區分它們的只是他們直接的行為時

　　2. 方法

• 將這些算法封裝成一個一個的類，任意的替換

　　3. 優點

• 算法可以自由切換
• 避免使用多重條件判斷（如果不用策略模式我們可能會使用多重條件語句，不利於維護）
• 擴展性良好，增加一個策略只需實現接口即可

　　4. 缺點

• 策略類數量會增多，每個策略都是一個類，復用的可能性很小
• 所有的策略類都需要對外暴露

　　5. 使用場景

• 多個類只有算法或行為上稍有不同的場景
• 算法需要自由切換的場景
• 需要屏蔽算法規則的場景

　　6. 應用實例

• 出行方式，自行車、汽車等，每一種出行方式都是一個策略
• 商場促銷方式，打折、滿減等
• Java AWT中的LayoutManager，即布局管理器

　　7. 注意事項

• 如果一個系統的策略多於四個，就需要考慮使用混合模式來解決策略類膨脹的問題

三、策略模式的實現

　　下面就以商場促銷為例使用策略模式實現商場促銷算法。UML圖如下：

　　1. 上下文類

　　首先聲明一個CashSuper對象，通過構造方法，傳入具體的收費策略，getResult()方法的功能為根據收費策略的不同獲得計算結果。

public class CashContext {
    
    private CashSuper cashSuper;
    
    public CashContext(CashSuper cashSuper) {
        this.cashSuper = cashSuper;
    }
    
    public double getResult(double money) {
        return cashSuper.acceptCash(money);
    }

}

　　2. 現金收費抽象類

　　策略類，為抽象類，抽象出收費的方法供子類實現。

public abstract class CashSuper {
    
    public abstract double acceptCash(double money);

}

　　3. 正常收費子類

　　沒有任何活動的情況，正常收費，返回原價。

public class CashNormal extends CashSuper {

    @Override
    public double acceptCash(double money) {
        return money;
    }

}

　　4. 打折收費子類

　　打折活動，根據折扣返回打折后的價格。

public class CashRebate extends CashSuper {
    
    private double moneyRebate = 1;    //折扣
    
    public CashRebate(double moneyRebate) {
        this.moneyRebate = moneyRebate;
    }

    @Override
    public double acceptCash(double money) {
        return money * moneyRebate;
    }

}

　　5. 返利收費子類

　　返利活動，輸入返利條件和返利值，比如滿300返100，moneyCoditation為300，moneyReturn為100。

　　 result = money - Math.floor(money / moneyConditation) * moneyReturn; 的意思為，如果當前金額大於等於返利條件，則使用當前金額減去返利值。

public class CashReturn extends CashSuper {

    private double moneyConditation = 0.0;    //返利條件
    private double moneyReturn = 0.0d;    //返利值
    
    public CashReturn(double moneyConditation, double moneyReturn) {
        this.moneyConditation = moneyConditation;
        this.moneyReturn = moneyReturn;
    }

    @Override
    public double acceptCash(double money) {
        double result = money;
        
        if (money >= moneyConditation) {
            result = money - Math.floor(money / moneyConditation) * moneyReturn;
        }
        
        return result;
    }

}

　　6. Client客戶端

　　下面寫一個簡單的程序測試一下上方編寫的代碼。

public class Client {
    
    public static void main(String[] args) {
        CashContext cashContext = null;
        
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        System.out.print("請輸入打折方式（1/2/3）：");
        int in = scanner.nextInt();
        String type = "";
        
        switch (in) {
            case 1:
                cashContext = new CashContext(new CashNormal());
                type += "正常收費";
                break;
                
            case 2:
                cashContext = new CashContext(new CashReturn(300, 100));
                type += "滿300返100";
                break;
                
            case 3:
                cashContext = new CashContext(new CashRebate(0.8));
                type += "打8折";
                break;
    
            default:
                System.out.println("請輸入1/2/3");
                break;
        }
        
        double totalPrices = 0;
        
        System.out.print("請輸入單價：");
        double price = scanner.nextDouble();
        System.out.print("請輸入數量：");
        double num = scanner.nextDouble();
        totalPrices = cashContext.getResult(price * num);
        
        System.out.println("單價：" + price + "，數量：" + num + "，類型：" + type + "，合計：" + totalPrices);
        
        scanner.close();
    }

}

　　正常收費結果如下：

　　

　　返利收費結果如下：

　　

　　打折收費結果如下：

　　

 

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