WHAT

策略模式 - Strategy Pattern, 也叫政策模式(Policy Pattern)

定义

Define a family of algorithms, encapsulate each one, and make them interchangeable.

定义一组算法,将每个算法都封装起来,并且使它们之间可以互换。

类图

Context封装角色

也叫上下文角色,起承上启下封装作用,屏蔽高层模块对策略、算法的直接访问,封装可能存在的变化。

public class Context {
  //抽象策略
  private Strategy strategy = null;
  // 构造函数设置具体策略
  public Context(Strategy _strategy) {
    this.strategy = _strategy
  }
  //封装后的策略方法
  public void doAnything() {
    this.strategy.doSomething();
  }
}

Strategy抽象策略角色

策略、算法的抽象,通常为接口,定义每个策略或算法必须具有的方法和属性。

public interface Strategy {
  //策略模式的运算法则
  public void doSomething();
}

ConcreteStragegy具体策略角色

实现抽象策略中的操作,该类含有具体的算法。

public class ConcreteStrategy1 implements Strategy {
  public void doSomething() {
    System.out.println("具体策略1的运算法则");
  }
}

public class ConcreteStrategy2 implements Strategy {
  public void doSomething() {
    System.out.println("具体策略2的运算法则");
  }
}

高层模块

高层模块的调用非常简单,知道要用哪个策略,产出它的对象,然后放到封装角色中就完成任务了。

public class Client {
  public static void main(String[] args){
    //声明一个具体的策略
    Strategy strategy = new ConcreteStrategy1();
    //声明上下文对象
    Context context = new Context(strategy);
    //执行封装后的方法
    context.doAnything();
  }
}

策略模式的重点是封装角色,借用了代理模式的思路。

策略模式和代理模式的差别:策略模式的封装角色和被封装的策略类不用是同一个接口,如果是同一个接口,就成为了代理模式。

WHY

优点

  • 算法可以自由切换
    • 只要实现抽象策略,它就成为策略家族的一个成员,通过封装角色对其进行封装,保证对外提供“可自由切换”的策略。
  • 避免使用多重条件判断
    • 多重条件语句不易维护,而且出错的概率会增强
    • 使用策略模式后,可以由其他模块决定采用何种策略
    • 策略家族对外提供的访问接口就是封装类,简化了操作,同时避免了条件语句判断
  • 扩展性良好
    • 在系统中增加一个策略比较容易,只要实现接口就可以了,符合了OCP原则

缺点

  • 策略类数量增多
    • 每一个策略都是一个类,复用的可能性很小,类数量增多
  • 所有的策略类都需要对外暴露
    • 上层模块必须知道有哪些策略,然后才能决定使用哪一个策略,与迪米特法则相违背。
    • 这是原装策略模式的缺点,但可以通过使用其他模式来修正,如工厂方法模式、代理模式或享元模式。

HOW

使用场景

  • 多个类只有在算法或行为上稍有不同的场景
  • 算法需要自由切换的场景
    • 算法的选择是由使用者决定,或者算法始终在进化
    • 无法保证这样的系统规则可以存在多长时间
  • 需要屏蔽算法规则的场景
    • 只需要记住算法名称,然后输出对应结果

注意事项

如果系统中的一个策略家族的具体策略数量超过4个,则需要考虑使用混合模式,解决策略类膨胀和对外暴露的问题,否则维护会成为大问题。

扩展

策略枚举

public enum Calculator {
  // 加法运算
  ADD("+") {
    public int exec(int a, int b){
      return a + b;
    }
  },
  //减法运算
  SUB("-") {
    public int exec(int a, int b){
      return a - b;
    }
  };
  
  String value = "";
  //定义成员值类型
  private Calculator(String _value){
    this.value = _value;
  }
  //获取枚举成员的值
  public String getValue(){
    return this.value;
  }
  //声明一个抽象函数
  public abstract int exec(int a, int b);
}

每一个枚举成员都成为了一个具体的策略

策略枚举是一个浓缩了的策略模式的枚举,是一个非常优秀和方便的模式,但受枚举类象的限制,每个枚举项都是public、final、static的,扩展性受到了一定的约束。因此在系统开发中,枚举策略一般担当不经常发生变化的角色。

最佳实践

策略模式本身没有严格地定义“适当的场景”使用“合适的策略”,所以在实际项目中,一般通过工厂方法模式来实现策略类的声明。


《设计模式之禅》第十八章 策略模式