1.概述
该模式定义了一系列算法,并将每个算法封装起来,使它们可以相互替换,且算法的变化不会影响使用算法的客户。策略模式属于对象行为模式,它通过对算法进行封装,把使用算法的责任和算法的实现分割开来,并委派给不同的对象对这些算法进行管理。
2.结构
策略模式的主要角色如下:
- 抽象策略(Strategy)类: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的接口。
- 具体策略(Concrete Strategy)类:实现了抽象策略定义的接口,提供具体的算法实现或行为。
- 环境(Context)类:持有一个策略类的引用,最终给客户端调用。
3.案例
/*** @author 晓风残月Lx* @date 2023/7/26 19:56* 抽象策略类*/
public interface Strategy {void show();
}
/*** @author 晓风残月Lx* @date 2023/7/26 19:59* 具体策略类*/
public class StrategyA implements Strategy{@Overridepublic void show() {System.out.println("策略1");}
}/*** @author 晓风残月Lx* @date 2023/7/26 19:59* 具体策略类*/
public class StrategyB implements Strategy{@Overridepublic void show() {System.out.println("策略2");}
}/*** @author 晓风残月Lx* @date 2023/7/26 19:59* 具体策略类*/
public class StrategyC implements Strategy{@Overridepublic void show() {System.out.println("策略3");}
}
/*** @author 晓风残月Lx* @date 2023/7/26 20:00* 促销员(环境类)*/
public class SalesMan {// 聚合策略类对象private Strategy strategy;public Strategy getStrategy() {return strategy;}public void setStrategy(Strategy strategy) {this.strategy = strategy;}public SalesMan(Strategy strategy) {this.strategy = strategy;}// 由促销员展示促销活动给用户public void salesManShow() {strategy.show();}}
/*** @author 晓风残月Lx* @date 2023/7/26 20:02*/
public class Client {public static void main(String[] args) {SalesMan salesMan = new SalesMan(new StrategyA());salesMan.salesManShow();salesMan.setStrategy(new StrategyC());salesMan.salesManShow();}
}
4.优缺点
1,优点:
-
策略类之间可以自由切换
由于策略类都实现同一个接口,所以使它们之间可以自由切换。
-
易于扩展
增加一个新的策略只需要添加一个具体的策略类即可,基本不需要改变原有的代码,符合“开闭原则“
-
避免使用多重条件选择语句(if else),充分体现面向对象设计思想。
2,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。
5.使用场景
- 一个系统需要动态地在几种算法中选择一种时,可将每个算法封装到策略类中。
- 一个类定义了多种行为,并且这些行为在这个类的操作中以多个条件语句的形式出现,可将每个条件分支移入它们各自的策略类中以代替这些条件语句。
- 系统中各算法彼此完全独立,且要求对客户隐藏具体算法的实现细节时。
- 系统要求使用算法的客户不应该知道其操作的数据时,可使用策略模式来隐藏与算法相关的数据结构。
- 多个类只区别在表现行为不同,可以使用策略模式,在运行时动态选择具体要执行的行为。
6.JDK源码解析
Comparator
中的策略模式。在Arrays类中有一个 sort()
方法,如下:
public class Arrays{public static <T> void sort(T[] a, Comparator<? super T> c) {if (c == null) {sort(a);} else {if (LegacyMergeSort.userRequested)legacyMergeSort(a, c);elseTimSort.sort(a, 0, a.length, c, null, 0, 0);}}
}
Arrays就是一个环境角色类,这个sort方法可以传一个新策略让Arrays根据这个策略来进行排序。就比如下面的测试类。
public class demo {public static void main(String[] args) {Integer[] data = {12, 2, 3, 2, 4, 5, 1};// 实现降序排序Arrays.sort(data, new Comparator<Integer>() {public int compare(Integer o1, Integer o2) {return o2 - o1;}});System.out.println(Arrays.toString(data)); //[12, 5, 4, 3, 2, 2, 1]}
}
这里我们在调用Arrays的sort方法时,第二个参数传递的是Comparator接口的子实现类对象。所以Comparator充当的是抽象策略角色,而具体的子实现类充当的是具体策略角色。环境角色类(Arrays)应该持有抽象策略的引用来调用。那么,Arrays类的sort方法到底有没有使用Comparator子实现类中的 compare()
方法吗?让我们继续查看TimSort类的 sort()
方法,代码如下:
class TimSort<T> {static <T> void sort(T[] a, int lo, int hi, Comparator<? super T> c,T[] work, int workBase, int workLen) {assert c != null && a != null && lo >= 0 && lo <= hi && hi <= a.length;int nRemaining = hi - lo;if (nRemaining < 2)return; // Arrays of size 0 and 1 are always sorted// If array is small, do a "mini-TimSort" with no mergesif (nRemaining < MIN_MERGE) {int initRunLen = countRunAndMakeAscending(a, lo, hi, c);binarySort(a, lo, hi, lo + initRunLen, c);return;}...} private static <T> int countRunAndMakeAscending(T[] a, int lo, int hi,Comparator<? super T> c) {assert lo < hi;int runHi = lo + 1;if (runHi == hi)return 1;// Find end of run, and reverse range if descendingif (c.compare(a[runHi++], a[lo]) < 0) { // Descendingwhile (runHi < hi && c.compare(a[runHi], a[runHi - 1]) < 0)runHi++;reverseRange(a, lo, runHi);} else { // Ascendingwhile (runHi < hi && c.compare(a[runHi], a[runHi - 1]) >= 0)runHi++;}return runHi - lo;}
}
上面的代码中最终会跑到 countRunAndMakeAscending()
这个方法中。我们可以看见,只用了compare方法,所以在调用Arrays.sort方法只传具体compare重写方法的类对象就行,这也是Comparator接口中必须要子类实现的一个方法。