设计模式——策略模式

策略模式

策略模式其用意是针对一组算法，将每一个算法封装至具有共同接口的独立的类中，从而使得它们可以相互替换。策略模式使得算法可以不影响客户端的情况下发生变化。

策略模式的结构

这个模式涉及到三个角色：

• 环境（Context）角色：持有一个 Strategy 类的引用
• 抽象策略（Strategy）角色：这是一个抽象角色，通常由一个接口或抽象类实现。此角色给出所有的具体策略类所需的接口
• 具体策略（ConcreteStrategy）角色：包装了相关的算法或行为。

源代码：

Context:

public class Context {
    private Strategy strategy;

    /**
    * 策略方法
    */
    public void contextInterface(){
        strategy.strategyInterface();
    }
}

Strategy: 这个抽象类也可以用 Java 接口来取代。

abstract public class Strategy {
    /**
    * 策略方法
    */
    public abstract void strategyInterface();
}

ConcreteStrategyA:

public class ConcreteStrategyA extends Strategy {
    /**
    * 策略方法
    */
    public void strategyInterface(){
        // 具体业务代码
    }
}

ConcreteStrategyB:

public class ConcreteStrategyB extends Strategy {
    /**
    * 策略方法
    */
    public void strategyInterface(){
        // 具体业务代码
    }
}

ConcreteStrategyC:

public class ConcreteStrategyC extends Strategy {
    /**
    * 策略方法
    */
    public void strategyInterface(){
        // 具体业务代码
    }
}

例子

假设现在要设计一个贩卖各类书籍的电子商务网站的购物车系统。一个最简单的情况就是把所有货品的单价乘上数量，但是实际情况肯定比这要复杂。比如，本网站可能对所有的高级会员提供每本20%的促销折扣；对中级会员提供每本10%的促销折扣；对初级会员没有折扣。

　　根据描述，折扣是根据以下的几个算法中的一个进行的：

　　算法一：对初级会员没有折扣。

　　算法二：对中级会员提供10%的促销折扣。

　　算法三：对高级会员提供20%的促销折扣。

抽象折扣类：

public interface MemberStrategy {
    /**
     * 计算图书的价格
     * @param booksPrice    图书的原价
     * @return    计算出打折后的价格
     */
    public double calcPrice(double booksPrice);
}

初级会员折扣类：

public class PrimaryMemberStrategy implements MemberStrategy {

    @Override
    public double calcPrice(double booksPrice) {
        
        System.out.println("对于初级会员的没有折扣");
        return booksPrice;
    }

}

中级会员折扣类：

public class IntermediateMemberStrategy implements MemberStrategy {

    @Override
    public double calcPrice(double booksPrice) {

        System.out.println("对于中级会员的折扣为10%");
        return booksPrice * 0.9;
    }

}

高级会员折扣类：

public class AdvancedMemberStrategy implements MemberStrategy {

    @Override
    public double calcPrice(double booksPrice) {
        
        System.out.println("对于高级会员的折扣为20%");
        return booksPrice * 0.8;
    }
}

价格类：

public class Price {
    //持有一个具体的策略对象
    private MemberStrategy strategy;
    /**
     * 构造函数，传入一个具体的策略对象
     * @param strategy    具体的策略对象
     */
    public Price(MemberStrategy strategy){
        this.strategy = strategy;
    }
    
    /**
     * 计算图书的价格
     * @param booksPrice    图书的原价
     * @return    计算出打折后的价格
     */
    public double quote(double booksPrice){
        return this.strategy.calcPrice(booksPrice);
    }
}

客户端：

public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        //选择并创建需要使用的策略对象
        MemberStrategy strategy = new AdvancedMemberStrategy();
        //创建环境
        Price price = new Price(strategy);
        //计算价格
        double quote = price.quote(300);
        System.out.println("图书的最终价格为：" + quote);
    }

}

策略模式优点：

1. 策略模式提供了管理相关的算法族的办法。策略类的等级结构定义了一个算法或行为族。恰当使用继承可以把公共的代码移到父类里面，从而避免代码重复。
2. 策略模式提供了可以替换继承关系的办法。继承可以处理多种算法或行为。如果不是用策略模式，那么使用算法或行为的环境类就可能会有一些子类，每一个子类提供一个不同的算法或行为。但是，这样一来算法或行为的使用者就和算法或行为本身混在一起。决定使用哪一种算法或采取哪一种行为的逻辑就和算法或行为的逻辑混在一起而不可能再独立演化。继承使得动态改变算法或行为变得不可能。
3. 使用策略模式可以避免使用多重条件转移语句。多重条件转移语句不易维护，它把采取哪一种算法或采取哪一种行为的逻辑与算法或行为的逻辑混合在一起，统统罗列在一个多重转移语句里面，比使用继承的办法还要原始和落后。

策略模式的缺点：

1. 客户端必须知道所有的策略类，并自行决定使用哪一个策略类。这就意味着客户端必须理解这些算法的区别以便适时选择恰当的算法类。换言之，策略模式只适用于客户端知道所有的算法或行为的情况。
2. 策略模式造成很多策略类。有时候可以通过把依赖于环境的状态保存到客户端里面而将策略类设计成可共享的，这样策略类实例可以被不同客户端使用。换言之，可以使用享元模式来减少对象的数量。

参考：

1. https://www.cnblogs.com/java-my-life/archive/2012/05/10/2491891.html
2. 《Java 与模式》 阎宏
3. 《设计模式——可复用面向对象软件的基础》Erich Gamma, Richard Helm, Ralph Johnson, John Vlissides