JAVA設計模式之策略模式

1.策略模式的介紹

　　策略模式屬於對象的行為模式。其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，從而使得它們可以相互替換。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。

簡單的說，策略模式代表了一類算法的通用解決方案，你可以在運行時選擇使用哪種解決方案。

策略模式的重心

　　策略模式的重心不是如何實現算法, 而是如何組織、調用這些算法， 從而使得程序結構更加靈活，具有更好的維護性和擴展性。

算法的平等性

　　策略模式一個很大的特點就是各個策略算法的平等性。對於一系列具體的策略算法，地位都是一樣的，因此可以實現算法之間可以互相替換。所有的策略算法在實現上也是相互獨立的，相互之間是沒有依賴的。所以可以這樣描述這一系列策略算法：策略算法是相同行為的不同實現。

運行時策略的唯一性

　　運行期間，策略模式在每一個時刻只能使用一個具體的策略實現對象，雖然可以動態地在不同的策略實現中切換，但是同時只能使用一個。

公有的行為

　　經常見到的是，所有的具體策略都有一些公有的行為。這時候，就應該把這些公有的行為放到共同的抽象策略角色

Strategy類里面。這時不能使用接口，應該使用抽象類來實現。

2.策略模式的結構

　　策略模式包含三部分內容:(如圖所示)

　　　　a.一個或多個使用策略對象的客戶.(環境角色)

　　　　b.一個代表某個算法的接口, 它是策略模式的接口. (抽象策略角色)

　　　　c.一個或多個該接口的具體實現, 它們代表了算法的多種實現.(具體策略角色)

 

3.策略模式的應用

　　a.容錯恢復機制, 程序運行的時候, 如果發生某種錯誤, 系統並不會直接掛掉或者說影響系統的其他功能點. 而是系統可以容忍這樣的錯誤, 並且事先提供好了這種容錯恢復機制, 來使得程序正常的運行下去.

　　例如: 一個系統要對所有的操作進行日志記錄, 且需要把日志記錄落庫, 方便后續的使用, 但是在把日志記錄落庫的時候, 可能會發生錯誤, 如數據庫出現問題, 那就先可以記錄在文件里面, 等到數據庫問題修復, 再把文件中的日志記錄同步到數據庫中去. 對於這樣的功能設計, 可以采用策略設計模式, 根據需要在運行期間進行動態的切換.

　　b.假設現在要設計一個會員機制的購物系統, 對本系統的所有SVIP提供打八折的購物優惠, 對本系統的所有VIP提供打九折的購物優惠, 對非會員購物不打折. 那么對於這樣的系統功能設計, 也可以采用策略模式來設計.

　　c.使用不同的條件(物品的重量或者顏色等)來篩選庫存中的物品, 可以將這一模式應用到更廣泛的領域, 比如使用不同的標准來驗證輸入的有效性, 使用不同的方式來分析或者格式化輸入.

4.策略模式Demo

　　假設現在需要根據業務的需求，對調用接口傳進來的參數，選擇合適的策略進行處理，這里假設有策略一和策略二。

　　Client：

 

/**
 * @author lyh
 * @version v-1.0.0
 * @since 2021/6/2
 */
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        //根據需要客戶自行選擇策略

        //選擇策略1
        StrategyObj strategyOne = new StrategyObj(new StrategyOne());
        System.out.println(strategyOne.strategy("one"));
        //選擇策略2
        StrategyObj strategyTwo = new StrategyObj(new StrategyTwo());
        System.out.println(strategyTwo.strategy("two"));
    }
}

輸出：
執行策略1!
執行策略2!

Process finished with exit code 0

　　策略接口：

/**
 * @desc:策略接口
 */
public interface Strategy {
    String execute(String s);
}

/**
 * @desc:策略接口封裝
 */
public class StrategyObj {

    private final Strategy strategy;

    public StrategyObj(Strategy v) {
        this.strategy = v;
    }

    public String strategy(String s) {
        return strategy.execute(s);
    }

}

　　策略實現：

/**
 * @desc:策略一
 */
public class StrategyOne implements Strategy {
    @Override
    public String execute(String s) {
        return "執行策略1!";
    }
}

/**
 * @desc:策略二
 */
public class StrategyTwo implements Strategy {
    @Override
    public String execute(String s) {
        return "執行策略2!";
    }
}

5.使用Lambda表達式

　　通過上面的demo應該可以意識到Strategy是一個函數式接口；除此之外，它還與Predicate<String>具有同樣的函數描述。這意味着我們不需要聲明新的類來實現不同的策略，通過直接傳遞Lambda表達式就能達到同樣的目的且更簡潔。

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        StrategyObj strategyOne = new StrategyObj((String s) -> {return "執行策略1";});
        System.out.println(strategyOne.strategy("one"));

        StrategyObj strategyTwo = new StrategyObj((String s) -> {return "執行策略2";});
        System.out.println(strategyTwo.strategy("two"));
    }
}

　　Lambda表達式避免了采用策略設計模板時僵化的模板代碼。仔細看上面的代碼會發現,Lambda表達式實際已經對策略進行了封裝, 這就是創建策略設計模式的初衷.

6.策略模式的優缺點

　　優點

　　a.使用策略模式可以避免使用多重條件if...else if...else語句, 多重條件不易維護且代碼可讀性差.

　　b.策略模式提供了管理相關的算法族的辦法. 策略類的等級結構定義了一個算法或者行為族. 恰當使用繼承可以把公共的代碼移到父類里面, 從而避免代碼重復.

　　缺點

　　a.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. 這就意味着客戶端必須理解這些算法的區別, 以便適時選擇恰當的算法類. 換言之, 策略模式只適用於客戶端知道算法或行為的情況.

　　b.由於策略模式把每個具體的策略實現都單獨封裝成類, 如果備選的策略很多的話, 那么對象的數目就會很多.