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  • 策略模式与状态模式

    在设计模式中有两种模式很相似,它们就是状态模式和策略模式。

    使用场景

    状态模式:当对象的行为随对象的状态的改变而改变时,我们为了解耦多重判断条件,封装行为的变化,可以定义一个抽象的状态类,提供对象行为接口。具体与状态相关的行为,由它的子类去实现。

    策略模式:“策略”二字等同于算法,当现实系统中需要对算法动态指定,并且可以互相替换,可以抽象出算法的调用接口,具体的算法实现由具体的策略角色去实现,根据里氏替换原则,任何出现父类的地方都可以使用它的子类去替换,这样符合我们的业务需求。

    比较

    虽然两者都是抽象出父类规范调用接口,具体的行为由子类实现,环境对象同时包含父类的引用,但是这两者模式应用的场景完全不同。例如:你去ATM机取款,如果你的账户处于冻结状态,就不能正常取款。这里你的银行账户至少有两个状态就是冻结与非冻结。这样的业务解决方案你应该不会想到用策略模式去解决。又如商场打折,有很多打折的策略,儿童用品打7折,老人用品打5折,这个问题不会跟状态模式扯上关系吧,这里商品你不能说有老人状态和儿童状态!

    ATM取款案例分析

    设计到的角色:取款人、账户、ATM机。

    用例图

    这边简单起见,就分析取款用例。

    基本事件路径

    (1) 取款人插入银行卡,输入密码;

    (2) 选择取款操作,输入取款金额;

    (3) 等待出钞,取款。

    在这个用例中,如果取款人账户已冻结,就发生一个可选事件路径,取款用例就被终止。

    关键的业务需求是用户取款事实,所以领域建模可以从标识取款和取款人这两个类开始。这边考虑到取款人不仅有取款这个用例,我们将取款泛化成交易。

    建模

    用例实化

    取款:基本事件路径的实化。

    细化领域模型

    这边引入了ATMSystem这个边界对象作为控制器负责与用户交互(与用户交互的ATM操作界面),Trade是负责处理用户交易的类。

    取款人插入银行卡输入密码,ATMSystem负责将验证账户信息的消息传递给Trade交易类,Trade根据传过来的账户密码验证用户是否存在,然后将处理结束的消息传递给ATMSystem这个边界对象反映给用户。

    分析模型中的一些类

    取款设计——应用状态模式

    账户的状态分为冻结状态和激活状态。账户在激活的状态下可以进行交易,而在冻结状态下不能做任何交易。在账户验证的时候,应该返回当前账户的状态,如果账户处于冻结状态,当取款人进行取款操作的时候直接返回错误提示信息。状态图表示如下:

    取款应用状态模式结构图:

    在验证账户阶段,如果账户处于冻结状态,则直接返回DeadAccount谢绝一切交易,否则返回ActiveAccount处理后面的交易。

    示意代码:

    这边为了简单实现,省去了ATMSystem这个边界对象。

    用户账号信息抽象类

    /// <summary>
    /// 用户账号信息
    /// </summary>
    public abstract class Account
    {
    /// <summary>
    /// 账号
    /// </summary>
    private string account;
    /// <summary>
    /// 密码
    /// </summary>
    private string pwd;
    public abstract decimal getBalance(decimal d);
    }

    冻结账号类

    /// <summary>
    /// 冻结账户类
    /// </summary>
    public class DeadAccount:Account
    {
     
    public override decimal getBalance(decimal d)
    {
    return 0;
    }
    }

    激活账户类

    /// <summary>
    /// 激活账户类
    /// </summary>
    public class ActiveAccount:Account
    {
    public override decimal getBalance(decimal d)
    {
    return d;
    }
    }

    交易类

    /// <summary>
    /// 交易类 负责用户交易处理的类
    /// </summary>
    public class Trade
    {
    /// <summary>
    /// 保存用户账号信息
    /// </summary>
    private Account account;
    public Account VolidateLogin(Account a)
    {
    //query the database to validate the user exists
    //For Example
    this.account = new DeadAccount();
    return this.account;
    }
     
    /// <summary>
    /// 商业逻辑 取款
    /// </summary>
    /// <param name="d"></param>
    /// <returns></returns>
    public decimal GetBalance(decimal d)
    {
    return this.account.getBalance(d);
    }
    }

    用户类

    /// <summary>
    /// 取款人
    /// </summary>
    public class User
    {
    /// <summary>
    /// 用户账号信息
    /// </summary>
    private Account account;
    /// <summary>
    /// 交易处理类
    /// </summary>
    private Trade trade;
     
    public User(Account a, Trade t)
    {
    this.account = a;
    this.trade = t;
    }
    /// <summary>
    /// 用户登录类
    /// </summary>
    public void Login()
    {
    trade.VolidateLogin(account);
    }
     
    /// <summary>
    /// 取款
    /// </summary>
    /// <param name="d"></param>
    /// <returns></returns>
    public decimal GetBalance(decimal d)
    {
    return trade.GetBalance(d);
    }
    }

    客户端代码

    class Client
    {
    static void Main(string[] args)
    {
    //开始用户取款,默认是激活账户
    ActiveAccount aa = new ActiveAccount();
    Trade t = new Trade();
    User u = new User(aa,t);
    //先登录,后取款
    u.Login();
    Console.WriteLine(u.GetBalance(100));
    Console.ReadLine();
    }
    }

    用户必须先登录(插入银行卡,输入密码,点确定),才能选择取款业务(选择取款)。登录之后,返回的账号对象作为trade类成员,当进行取款业务的时候直接引用该账号成员获得取款信息。如果该账号属于冻结账号,则直接返回0。否则返回取款的值。

    商品折扣案例

    案例描述:某家超市国庆节为了促销,某些类商品打折,比如运动鞋打8折、秋装打9折等,张三去购物为了一双运动鞋、一件秋装、一瓶洗发水。。。,张三买完东西回家,心想今天自己总共“赚”了多少钱?

    案例分析:商家对于商品打折可能有很多策略,这里使用策略模式,封装商品打折策略,这样以便以后扩展了打折策略,不用去修改原来的代码,具有很好的灵活性。

    模式涉及的角色:

    抽象策略角色:通常由一个接口或者抽象实现;

    具体策略角色:包装了相关的算法和行为;

    环境角色:包含抽象策略角色的引用,最终供用户使用。

    商品折扣案例设计图

    顾客购物涉及到的角色有:购物车、商品、收银台、抽象策略角色和具体策略角色。

    购物车:是摆放商品的容器,提供添加和删除操作;

    商品:商品实体,有类型,商品名、价格等属性;

    收银台:负责收钱,主要是计算顾客购买所有商品的价格和折扣总额;

    抽象策略角色:提供折扣策略接口。

    具体策略角色:实现具体折扣算法。

    商品折扣示意代码:

    /// <summary>
    /// 具体商品类
    /// </summary>
    public class goods
    {
    /// <summary>
    /// 商品类型
    /// </summary>
    public string Type
    {
    set;
    get;
    }
     
    /// <summary>
    /// 商品名称
    /// </summary>
    public string Name
    {
    get;
    set;
    }
     
     
    /// <summary>
    /// 商品价格
    /// </summary>
    public decimal Price
    {
    get;
    set;
    }
     
    }

    抽象策略角色

    /// <summary>
    /// 抽象策略接口
    /// </summary>
    public interface IDiscountStrategy
    {
    decimal GetDiscount(goods g);
    }

    具体策略角色

    /// <summary>
    /// 秋装打折策略
    /// </summary>
    public class AutumnDressDiscountStrategy:IDiscountStrategy
    {
    #region IDiscountStrategy Members
     
    public decimal GetDiscount(goods g)
    {
    return (decimal)0.9 * g.Price;
    }
     
    #endregion
    }
     
     
    /// <summary>
    /// 运动鞋打折策略
    /// </summary>
    public class SportShoesDiscountStrategy:IDiscountStrategy
    {
    #region IDiscountStrategy Members
     
    public decimal GetDiscount(goods g)
    {
    return g.Price * (decimal)0.8;
    }
     
    #endregion
    }

    购物车

    /// <summary>
    /// 购物车类 负责商品的维护
    /// </summary>
    public class ShoppingCar
    {
    private List<goods> goodsList=new List<goods>();
     
    /// <summary>
    /// 将商品加入到购物车
    /// </summary>
    /// <param name="g"></param>
    public void AddGoods(goods g)
    {
    goodsList.Add(g);
    }
     
    /// <summary>
    /// 将商品从购物车当中移除
    /// </summary>
    /// <param name="g"></param>
    public void RemoveGoods(goods g)
    {
    goodsList.Remove(g);
    }
     
    public List<goods> GoodsList
    {
    get
    {
    return goodsList;
    }
    }
     
    }

    收银台角色

    /// <summary>
    /// 收银台
    /// </summary>
    public class CashierDesk
    {
    /// <summary>
    /// 购物车
    /// </summary>
    private ShoppingCar shoppingCar;
    /// <summary>
    /// 策略字典
    /// </summary>
    private Dictionary<string, IDiscountStrategy> strategies;
     
    public CashierDesk(ShoppingCar sc, Dictionary<string, IDiscountStrategy> s)
    {
    this.shoppingCar = sc;
    this.strategies = s;
    }
     
    /// <summary>
    /// 获得所有商品的价格
    /// </summary>
    /// <returns></returns>
    public decimal GetTotalPrice()
    {
    return shoppingCar.GoodsList.Sum(p => p.Price);
    }
     
    /// <summary>
    /// 获得所有商品的总的折扣
    /// </summary>
    /// <returns></returns>
    public decimal GetTotalDiscount()
    {
    decimal sum = 0;
    IDiscountStrategy idiscountStrategy;
    foreach (goods g in shoppingCar.GoodsList)
    {
    idiscountStrategy=strategies.SingleOrDefault(p => p.Key == g.Type).Value;
    if (idiscountStrategy != null)
    {
    sum += idiscountStrategy.GetDiscount(g);
    }
    }
    return sum;
    }
    }

    客户端代码

    class Client
    {
    static void Main(string[] args)
    {
    ShoppingCar sc = new ShoppingCar();
    Dictionary<string, IDiscountStrategy> discountD = new Dictionary<string, IDiscountStrategy>();
    //向购物车中加入商品
    sc.AddGoods(new goods {Name="NIKE鞋 ",Price=100,Type="运动鞋" });
    sc.AddGoods(new goods { Name = "秋装", Price = 200, Type = "秋装" });
    sc.AddGoods(new goods { Name = "苹果", Price = 300, Type = "水果" });
    //配置折扣策略
    discountD.Add("运动鞋", new SportShoesDiscountStrategy());
    discountD.Add("秋装", new AutumnDressDiscountStrategy());
    CashierDesk cd = new CashierDesk(sc, discountD);
    //得到所有商品总价
    Console.WriteLine(cd.GetTotalPrice());
    //得到所有商品折扣价
    Console.WriteLine(cd.GetTotalDiscount());
     
    Console.ReadLine();
    }
    }

    策略模式优点与缺点:

    优点

    封装了算法不稳定性,易于以后业务策略的扩展。

    缺点

    每种策略对应于一个具体策略角色类,会增加系统需要维护的类的数量。

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