策略模式
定义
所谓策略模式就是定义了算法族，分别封装起来，让他们之前可以互相转换，此模式让该算法的变化独立于使用算法的客户
理解
**策略这个词应该怎么理解，打个比方说，我们出门的时候会选择不同的出行方式，比如骑自行车、坐公交、坐火车、坐飞机、坐火箭等等，这些出行方式，每一种都是一个策略 **
**再比如我们去逛商场，商场现在正在搞活动，有打折的、有满减的、有返利的等等，其实不管商场如何进行促销，说到底都是一些算法，这些算法本身只是一种策略，并且这些算法是随时都可能互相替换的，比如针对同一件商品，今天打八折、明天满100减30，这些策略间是可以互换的 **
UML类图
**其中，Context是上下文，用一个ConcreteStrategy来配置，维护一个对Strategy对象的引用；Strategy是策略类，用于定义所有支持算法的公共接口；ConcreteStrategy是具体策略类，封装了具体的算法或行为，继承于Strategy **
解释
1.Context 上下文
Context上下文角色，也叫Context封装角色，起承上启下的作用，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 {
Strategy strategy;
public Context(Strategy strategy){
this.strategy = strategy;
}
/**
* 上下文接口
*/
public void contextInterface(){
strategy.algorithmInterface();
}
}
2.Strategy 策略角色
抽象策略角色，是对策略、算法家族的抽象，通常为接口，定义每个策略或算法必须具有的方法和属性。algorithm是“运算法则”的意思
public interface Strategy {
/**
* 算法方法
*/
public void algorithmInterface();
}
3.具体策略角色
用于实现抽象策略中的操作，即实现具体的算法，下方用print代替。测试类共3个ConcreteStrategy，其它两个类与ConcreteStrategyA同理，就不再赘述了
class ConcreteStrategyA implements Strategy{
@Override
public void algorithmInterface() {
System.out.println("策略A的具体算法实现");
}
}
4.Client 客户端
下面依次更换策略，测试一下策略模式
public class StrategyClient {
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();
}
}
运行结果如下：
实例一：
我们都知道排序算法有很多种，但是什么时候选择冒泡排序，什么时候选择选择排序，什么时候选择插入排序，所以这里用排序算法来演示策略模式的实现
public void selectSort(String type){
if("type1".equals(type)){
//选择快速排序
}
else if("type2".equals(type)){
//选择插入排序
}
else if("type3".equals(type)){
//选择冒泡排序
}
else if("type4".equals(type)){
//选择选择排序
}
......
}
对于这样的代码实现，除了代码中充斥着大量的if…else if…else,导致程序可维护性很差，而且系统的可扩展性不好，如果某个排序模块进行更改了，有可能需要修改源代码。所以在对于这样的情景是非常合适使用策略模式的。
那么如何使用策略模式呢？首先我们需要定义一个接口，该接口提供排序算法，然后定义想要的排序算法，实现给接口即可。如下：
首先是Sort接口，该接口定义了排序算法，所有的排序算法都应该实现该接口
public interface Sort{
public abstract int[] sort(int arr[]);
}
然后是三个具体的排序算法，他们实现Sort接口。
**冒泡排序：BubbleSort.java **
public class BubbleSort implements Sort{
public int[] sort(int arr[]){
int len=arr.length;
for(int i=0;i<len;i++){
for(int j=i+1;j<len;j++){
int temp;
if(arr[i]>arr[j]){
temp=arr[j];
arr[j]=arr[i];
arr[i]=temp;
}
}
}
System.out.println("冒泡排序");
return arr;
}
}
**插入排序：InsertionSort.java **
public class InsertionSort implements Sort {
public int[] sort(int arr[]) {
int len = arr.length;
for (int i = 1; i < len; i++) {
int j;
int temp = arr[i];
for (j = i; j > 0; j--) {
if (arr[j - 1] > temp) {
arr[j] = arr[j - 1];
} else
break;
}
arr[j] = temp;
}
System.out.println("插入排序");
return arr;
}
}
**选择排序：SelectSort.java **
public class SelectionSort implements Sort {
public int[] sort(int arr[]) {
int len = arr.length;
int temp;
for (int i = 0; i < len; i++) {
temp = arr[i];
int j;
int samllestLocation = i;
for (j = i + 1; j < len; j++) {
if (arr[j] < temp) {
temp = arr[j];
samllestLocation = j;
}
}
arr[samllestLocation] = arr[i];
arr[i] = temp;
}
System.out.println("选择排序");
return arr;
}
}
**最后就是测试类客户端了Client.java **
public class ArrayHandler
{
private Sort sortObj;
public int[] sort(int arr[])
{
sortObj.sort(arr);
return arr;
}
public void setSortObj(Sort sortObj) {
this.sortObj = sortObj;
}
}
public class Client
{
public static void main(String args[])
{
int arr[]={1,4,6,2,5,3,7,10,9};
int result[];
ArrayHandler ah=new ArrayHandler();
Sort sort = new SelectionSort(); //使用选择排序
ah.setSortObj(sort); //设置具体策略
result=ah.sort(arr);
for(int i=0;i<result.length;i++)
{
System.out.print(result[i] + ",");
}
}
}
运行结果：
选择排序
1,2,3,4,5,6,7,9,10,
实例二：
**以商场促销为例使用策略模式实现商场促销算法 **
1. 上下文类
首先声明一个CashSuper对象，通过构造方法，传入具体的收费策略，getResult()方法的功能为根据收费策略的不同获得计算结果。
public class CashContext {
private CashSuper cashSuper;
public CashContext(CashSuper cashSuper) {
this.cashSuper = cashSuper;
}
public double getResult(double money) {
return cashSuper.acceptCash(money);
}
}
2. 现金收费抽象类
策略类，为抽象类，抽象出收费的方法供子类实现。
public abstract class CashSuper {
public abstract double acceptCash(double money);
}
3. 正常收费子类
没有任何活动的情况，正常收费，返回原价。
public class CashNormal extends CashSuper {
@Override
public double acceptCash(double money) {
return money;
}
}
4. 打折收费子类
打折活动，根据折扣返回打折后的价格。
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. 返利收费子类
返利活动，输入返利条件和返利值，比如满300返100，moneyCoditation为300，moneyReturn为100。
result = money - Math.floor(money / moneyConditation) * moneyReturn; 的意思为，如果当前金额大于等于返利条件，则使用当前金额减去返利值
public class CashReturn extends CashSuper {
private double moneyConditation = 0.0; //返利条件
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客户端
下面写一个简单的程序测试一下上方编写的代码。
public class Client {
public static void main(String[] args) {
CashContext cashContext = null;
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
System.out.print("请输入打折方式（1/2/3）：");
int in = scanner.nextInt();
String type = "";
switch (in) {
case 1:
cashContext = new CashContext(new CashNormal());
type += "正常收费";
break;
case 2:
cashContext = new CashContext(new CashReturn(300, 100));
type += "满300返100";
break;
case 3:
cashContext = new CashContext(new CashRebate(0.8));
type += "打8折";
break;
default:
System.out.println("请输入1/2/3");
break;
}
double totalPrices = 0;
System.out.print("请输入单价：");
double price = scanner.nextDouble();
System.out.print("请输入数量：");
double num = scanner.nextDouble();
totalPrices = cashContext.getResult(price * num);
System.out.println("单价：" + price + "，数量：" + num + "，类型：" + type + "，合计：" + totalPrices);
scanner.close();
}
}
正常收费结果如下：
应用
1.何时使用
- 一个系统有许多类，而区分它们的只是他们直接的行为时
2.方法
- 将这些算法封装成一个一个的类，任意的替换
3.优点
- 算法可以自由切换
- 避免使用多重条件判断（如果不用策略模式我们可能会使用多重条件语句，不利于维护）
- 扩展性良好，增加一个策略只需实现接口即可
4.缺点
- 策略类数量会增多，每个策略都是一个类，复用的可能性很小
- 所有的策略类都需要对外暴露
5.使用场景
- 多个类只有算法或行为上稍有不同的场景
- 算法需要自由切换的场景
- 需要屏蔽算法规则的场景
6.应用实例
- 出行方式，自行车、汽车等，每一种出行方式都是一个策略
- 商场促销方式，打折、满减等
- Java AWT中的LayoutManager，即布局管理器
7.注意事项
- 如果一个系统的策略多于四个，就需要考虑使用混合模式来解决策略类膨胀的问题