【行为型模式】策略模式

一、策略模式概述

        策略模式(又叫政策Policy模式)，属于对象行为模式下的：Strategy类提供了可插入式(Pluggable)算法的实现方案。

        策略模式的定义-意图：定义一系列算法，将每一个算法封装起来，并让它们互相替换。策略模式让算法可以独立于使用它的客户变化。

        模式策略的优缺点：

  • 优点：
    • 1.提供了对开闭（开时针对扩展功能是开放的，闭对修改功能是关闭的）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；
    • 2.提供了管理相关的算法族的办法；
    • 3.提供了一种可以替换继承关系的办法；
    • 4.可以避免多重条件选择语句；
    • 5.提供了一种算法的复用机制，不同环境类可以方便地复用策略类。（单一职责）       
  • 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；
    • 2.将造成系统产生很多具体策略类；
    • 3.无法同时在客户端使用多个策略类。
  • 适用环境：
    • 1.一种系统需要动态地在几种算法中选择一种；
    • 2.避免使用难以维护的多重条件选择语句；
    • 3.不希望客户端知道复杂的、与算法相关的数据结构，提高算法的保密性与安全。

二、代码实现

        策略模式的结构，包含3个角色：

  • 1.环境(Context)角色：持有一个Strategy类的引用；
  • 2.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要的接口；
  • 3.具体策略(ConcreteStrategy)角色：包装了相关的算法或行为。
2.1 售票策略
        2.1.1 抽象策略角色（接口实现，接口名为Discount）
package Strategy.Mticket;
//抽象策略，打折
public interface Discount {public double calculate(double price);
}
        2.1.2 具体策略角色：儿童票（ChildrenDiscount）、学生票（StudentDiscount）、VIP票（VIPDiscount）
package Strategy.Mticket;
//具体策略，儿童票
public class ChildrenDiscount implements Discount {//代码的可维护性使用全局变量private final double DISCOUNT = 10 ;@Overridepublic double calculate(double price) {// TODO 自动生成的方法存根if(price>=20) {System.out.println("儿童票:");return price - DISCOUNT;}else {return price;}		}
}
package Strategy.Mticket;
//具体策略，学生票
public class StudentDiscount implements Discount {private final double DISCOUNT=0.8;@Overridepublic double calculate(double price) {// TODO 自动生成的方法存根System.out.println("学生票:");return price * DISCOUNT;}
}
package Strategy.Mticket;
//具体策略，VIP票
public class VIPDiscount implements Discount {private final double DISCOUNT=0.5;@Overridepublic double calculate(double price) {// TODO 自动生成的方法存根System.out.println("VIP票：");System.out.println("增加积分：");return price * DISCOUNT;}
}
        2.1.3 环境角色：电影票（MovieTicket）
package Strategy.Mticket;
//环境类，电影票
public class MovieTicket {private double price;private Discount discount; //对抽象折扣类的引用/*public double getPrice() {//调用折扣类的折扣价计算方法//rerurn折后价return discount.calculate(this.price);}*/public double getPrice() {return price;}public double getDiscountPrice() {return discount.calculate(this.price);}public void setPrice(double price) {this.price = price;}public Discount getDiscount() {return discount;}//注入一个折扣类public void setDiscount(Discount discount) {this.discount = discount;}}
        2.1.4 main方法调用实现策略模式
package Strategy.Mticket;public class Client2 {public static void main(String[] args) {// TODO 自动生成的方法存根MovieTicket mt =new MovieTicket();mt.setPrice(60.0);//mt.setDiscount(new VIPDiscount());//Discount ds =new StudentDiscount();Discount ds =new VIPDiscount();mt.setDiscount(ds);System.out.println("折后价为:"+mt.getDiscountPrice());}}
        2.1.5 实例化工具代码(XMLUtil)

        如果想利用配置文件来实例化对象，可以减轻对代码的更改，直接对配置文件修改就可以。具体代码如下：

package Strategy.Mticket;import java.io.*;
import javax.xml.parsers.*;
import javax.xml.parsers.DocumentBuilderFactory;
import org.w3c.dom.*;
//实例化对象，配置文件就是想要s实例的对象
public class XMLUtil {//该方法用于从XML配置文件中提取具体类类名，并返回一个实例对象public static Object getBean() {try {//创建DOM文档对象DocumentBuilderFactory dFactory = DocumentBuilderFactory.newInstance();DocumentBuilder builder = dFactory.newDocumentBuilder();Document doc;//file里就是配置文件doc =builder.parse(new File("src//Strategy//Mticket//config2.xml"));//获取包含类名的文本节点NodeList nl =doc.getElementsByTagName("className");//item这是一个数组，就是调用xml文件中的className内容Node classNode=nl.item(0).getFirstChild();//cName为类名,getNodeValue为字符串类型方法String cName = classNode.getNodeValue();//通过类名生成实例对象并将其返回//forName为java的反射技术Class c = Class.forName(cName);Object obj = c.newInstance();return obj;}catch(Exception e) {e.printStackTrace();return null;}}
}
        2.1.6 XML配置文件(config.xml)
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<config>
<className>Strategy.Mticket.VIPDiscount</className>
</config>
        2.1.7 利用配置文件的main方法实现
package Strategy.Mticket;public class Client {public static void main(String[] args) {// TODO 自动生成的方法存根MovieTicket mt = new MovieTicket();double originalPrice = 60.0;double currentPrice;mt.setPrice(originalPrice);System.out.println("原始价格为:"+originalPrice);System.out.println("-----------------------------");Discount discount;//读取配置文件并反射生成具体折扣对象//强转discount =(Discount)XMLUtil.getBean();mt.setDiscount(discount);//注入折扣对象currentPrice = mt.getDiscountPrice();System.out.println("折后价为:"+currentPrice);}}
        2.1.8 UML图 

2.2 鸭子行为策略

进阶版策略模式

甲方：我需要一堆鸭子，红色的，绿色的，黑色的，还要会飞！还要会叫！

乙方：明白，N种鸭子就像电影票一样，只要继承了我的Duck类然后重写，就搞定一切！

甲方：哦吼！为什么橡皮鸭子会在天上飞？

乙方：无脑继承类是不对的！！！

解决方案：只用封装，继承好像不行，好像还有一个多态(接口)？是不是可以把飞这个行为定义成接口，然后把这个接口， 放到鸭子基类里面去！

真正的策略模式核心即：封装行为，依赖接口，组合代替继承！

        2.2.1 抽象策略角色（鸭子抽象基类Duck、飞行为接口FlyBehavior、叫行为接口QuackBehavior）
package Strategy.behavior;
//抽象策略，鸭子
public abstract class Duck {/*** 飞行行为是动态的，可能会变的，因此抽成多个接口的组合，而不是让Duck类继承*///接口变量FlyBehavior flybehavior;//面向接口编程QuackBehavior quackBehavior;public void createfly() {flybehavior.fly();}/*** 每个鸭子的叫声不同，抽象成接口*/public void createquack() {quackBehavior.quack();}//为了测试方便public void test() {this.display();this.createquack();this.createfly();this.swim();}public void swim() {System.out.println("我在游泳");}public abstract void display();
}

package Strategy.behavior;
// 飞行为
public interface FlyBehavior {public void fly();
}

package Strategy.behavior;
//叫行为
public interface QuackBehavior {public void quack();
}
        2.2.2 具体策略角色（用翅膀飞FlyWithWings、不会飞FlyNoWay、会叫Quack、不会叫MuteQuack、摩擦声Squeak）
package Strategy.behavior;
//会飞
public class FlyWithWings implements FlyBehavior {@Overridepublic void fly() {// TODO 自动生成的方法存根System.out.println("我在飞，用翅膀飞");}}
package Strategy.behavior;public class FlyNoWay implements FlyBehavior {
//不会飞@Overridepublic void fly() {// TODO 自动生成的方法存根}}
package Strategy.behavior;
//会叫
public class Quack implements QuackBehavior {@Overridepublic void quack() {// TODO 自动生成的方法存根System.out.println("我在呱呱叫");}}
package Strategy.behavior;
//不会叫
public class MuteQuack implements QuackBehavior {@Overridepublic void quack() {// TODO 自动生成的方法存根}
}

package Strategy.behavior;
//摩擦声
public class Squeak implements QuackBehavior {@Overridepublic void quack() {// TODO 自动生成的方法存根System.out.println("我不会呱呱叫，但是我能发出橡皮与空气的摩擦声");}}
        2.2.3 环境角色（诱饵鸭DecoyDuck、绿头会飞鸭MallardDuck、红头会飞鸭RedHeadDuck、橡皮鸭RubberDuck）
package Strategy.behavior;
//诱饵鸭
public class DecoyDuck extends Duck{public DecoyDuck() {quackBehavior =new MuteQuack();flybehavior =new FlyNoWay();}@Overridepublic void display() {// TODO 自动生成的方法存根sSystem.out.println("我是一只诱饵鸭");}
}
package Strategy.behavior;
//绿头会飞鸭
public class MallardDuck extends Duck {public  MallardDuck() {quackBehavior=new Quack();flybehavior=new FlyWithWings();}@Overridepublic void display() {// TODO 自动生成的方法存根System.out.println("我是一只绿头，灰色羽毛的鸭子");}
}

package Strategy.behavior;
//红头会飞鸭
public class RedHeadDuck extends Duck {public RedHeadDuck() {quackBehavior=new Quack();flybehavior=new FlyWithWings();}@Overridepublic void display() {// TODO 自动生成的方法存根System.out.println("我是一只红头，灰色羽毛的鸭子");}
}

package Strategy.behavior;
//橡皮鸭
public class RubberDuck extends Duck {public RubberDuck(){quackBehavior=new Squeak();flybehavior =new FlyNoWay();}@Overridepublic void display() {// TODO 自动生成的方法存根System.out.println("我是一只黄色的橡皮鸭");}
}
        2.2.4 main方法调用实现策略模式
package Strategy.behavior;public class Test {public static void main(String[] args) {// TODO 自动生成的方法存根Duck ducks[]=new Duck[4];ducks[0]=new MallardDuck();ducks[1]=new RedHeadDuck();ducks[2]=new RubberDuck();ducks[3]=new DecoyDuck();ducks[0].test();ducks[1].test();ducks[2].test();ducks[3].test();			}
}
        2.2.5 UML图

三、代码结构

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