策略模式学习

策略模式

定义

策略模式(StrategyPattern)：定义一系列算法，将每一个算法封装起来，并让它们可以相互替换。策略模式让算法独立于使用它的客户而变化，也称为政策模式(Policy)。

策略模式是一种对象行为型模式。

模式结构

• Context: 环境类
• Strategy: 抽象策略类
• ConcreteStrategy: 具体策略类

时序图

代码实现

Stratege.js

/**
 * 排序策略父类
 */
class Stratege {
  sort() {
    throw new Error('顶级父类的sort不能直接调用')
  }
}
/** 
 * 冒泡排序
*/
class BubbleStratege extends Stratege {
  sort([...arr]) {
    for (let i = 0; i < arr.length; i++) {
      for(let j = 0; j < arr.length; j++) {
        if (arr[j] > arr[j + 1]) {
          let temp = arr[j];
          arr[j] = arr[j + 1];
          arr[j + 1] = temp;
        }
      }
    }
    return arr;
  }
}
/** 
 * 选择排序
*/
class ChoosenStratege extends Stratege {
  sort([...arr]) {
    for (let i = 0; i < arr.length; i++) {
      for(let j = i + 1; j < arr.length; j++) {
        if (arr[i] > arr[j]) {
          let temp = arr[i];
          arr[i] = arr[j];
          arr[j] = temp;
        }
      }
    }
    return arr;
  }
}
/**
 * 插入排序
 */
class InsertStatege extends Stratege {
  sort([...arr]) {
    for(let i = 1; i < arr.length; i++) {
      let value = arr[i];
      let j = i - 1;
      while(j >= 0 && arr[j] > value) {
        arr[j + 1] = arr[j];
        j --;
      }
      arr[j + 1] = value;
    }
    return arr;
  }
}

module.exports = {
  BubbleStratege,
  ChoosenStratege,
  InsertStatege,
}

Context.js

/**
 * 上下文
  */
module.exports = class Context {
  constructor(arr) {
    this.arr = arr;
  }
  setSort(stratege) {
    return stratege.sort(this.arr);
  }
}

main.js

const Context = require('./Context');
const {
  BubbleStratege,
  ChoosenStratege,
  InsertStatege,
} = require('./Stratege')
function main() {
  //生成随机数组
  let arr = Array.from({length: Math.ceil(Math.random() * 20)}, _ => Math.floor(Math.random() * 100));
  console.log(arr, '原始数组')
  //上下文
  const context = new Context(arr);
  //冒泡排序策略
  let arr1 = context.setSort(new BubbleStratege());
  console.log(arr1, '应用冒泡策略')
  //选择排序策略
  let arr2 = context.setSort(new ChoosenStratege());
  console.log(arr2, '应用选择策略')
  //插入排序策略
  let arr3 = context.setSort(new InsertStatege());
  console.log(arr3, '应用插入策略')

}
main();

运行结果

0|main  | [ 33, 69, 59, 69, 25, 95, 66, 14, 27, 61, 43, 22, 38 ] '原始数组'
0|main  | [ 14, 22, 25, 27, 33, 38, 43, 59, 61, 66, 69, 69, 95 ] '应用冒泡策略'
0|main  | [ 14, 22, 25, 27, 33, 38, 43, 59, 61, 66, 69, 69, 95 ] '应用选择策略'
0|main  | [ 14, 22, 25, 27, 33, 38, 43, 59, 61, 66, 69, 69, 95 ] '应用插入策略'
0|main  | [ 64, 31, 69, 31 ] '原始数组'
0|main  | [ 31, 31, 64, 69 ] '应用冒泡策略'
0|main  | [ 31, 31, 64, 69 ] '应用选择策略'
0|main  | [ 31, 31, 64, 69 ] '应用插入策略'
0|main  | [ 59, 59, 85, 48, 0, 72, 95, 9, 22, 2, 27, 18, 17, 23, 59 ] '原始数组'
0|main  | [ 0, 2, 9, 17, 18, 22, 23, 27, 48, 59, 59, 59, 72, 85, 95 ] '应用冒泡策略'
0|main  | [ 0, 2, 9, 17, 18, 22, 23, 27, 48, 59, 59, 59, 72, 85, 95 ] '应用选择策略'
0|main  | [ 0, 2, 9, 17, 18, 22, 23, 27, 48, 59, 59, 59, 72, 85, 95 ] '应用插入策略'
0|main  | [ 24, 19, 56, 43, 28, 17, 24, 25, 91, 16, 18, 98, 27, 87, 95, 47, 49, 75 ] '原始数组'
0|main  | [ 16, 17, 18, 19, 24, 24, 25, 27, 28, 43, 47, 49, 56, 75, 87, 91, 95, 98 ] '应用冒泡策略'
0|main  | [ 16, 17, 18, 19, 24, 24, 25, 27, 28, 43, 47, 49, 56, 75, 87, 91, 95, 98 ] '应用选择策略'
0|main  | [ 16, 17, 18, 19, 24, 24, 25, 27, 28, 43, 47, 49, 56, 75, 87, 91, 95, 98 ] '应用插入策略'
0|main  | [ 34, 50, 27 ] '原始数组'
0|main  | [ 27, 34, 50 ] '应用冒泡策略'
0|main  | [ 27, 34, 50 ] '应用选择策略'
0|main  | [ 27, 34, 50 ] '应用插入策略'

模式分析

• 策略模式是一个比较容易理解和使用的设计模式，策略模式是对算法的封装，它把算法的责任和算法本身分割开，委派给不同的对象管理。策略模式通常把一个系列的算法封装到一系列的策略类里面，作为一个抽象策略类的子类。用一句话来说，就是“准备一组算法，并将每一个算法封装起来，使得它们可以互换”。
• 在策略模式中，应当由客户端自己决定在什么情况下使用什么具体策略角色
• 策略模式仅仅封装算法，提供新算法插入到已有系统中，以及老算法从系统中“退休”的方便，策略模式并不决定在何时使用何种算法，算法的选择由客户端来决定。这在一定程度上提高了系统的灵活性，但是客户端需要理解所有具体策略类之间的区别，以便选择合适的算法，这也是策略模式的缺点之一，在一定程度上增加了客户端的使用难度。

优点

• 策略模式提供了对“开闭原则”的完美支持，用户可以在不修改原有系统的基础上选择算法或行为，也可以灵活地增加新的算法或行为。
• 策略模式提供了管理相关的算法族的办法。
• 策略模式提供了可以替换继承关系的办法。
• 使用策略模式可以避免使用多重条件转移语句。

缺点

• 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。
• 策略模式将造成产生很多策略类，可以通过使用享元模式在一定程度上减少对象的数量。

总结

• 在策略模式中定义了一系列算法，将每一个算法封装起来，并让它们可以相互替换。策略模式让算法独立于使用它的客户而变化，也称为政策模式。策略模式是一种对象行为型模式。
• 策略模式包含三个角色：环境类在解决某个问题时可以采用多种策略，在环境类中维护一个对抽象策略类的引用实例；抽象策略类为所支持的算法声明了抽象方法，是所有策略类的父类；具体策略类实现了在抽象策略类中定义的算法。
• 策略模式是对算法的封装，它把算法的责任和算法本身分割开，委派给不同的对象管理。策略模式通常把一个系列的算法封装到一系列的策略类里面，作为一个抽象策略类的子类。
• 策略模式主要优点在于对“开闭原则”的完美支持，在不修改原有系统的基础上可以更换算法或者增加新的算法，它很好地管理算法族，提高了代码的复用性，是一种替换继承，避免多重条件转移语句的实现方式；其缺点在于客户端必须知道所有的策略类，并理解其区别，同时在一定程度上增加了系统中类的个数，可能会存在很多策略类。
• 策略模式适用情况包括：在一个系统里面有许多类，它们之间的区别仅在于它们的行为，使用策略模式可以动态地让一个对象在许多行为中选择一种行为；一个系统需要动态地在几种算法中选择一种；避免使用难以维护的多重条件选择语句；希望在具体策略类中封装算法和与相关的数据结构。