Java深入讲解二十三种设计模式之中的策略模式

2022-05-26 11:36:02 作者：IT盛夏的果实

策略模式属于Java 23种设计模式中行为模式之一，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。本文将通过示例详细讲解这一模式，需要的可以参考一下

1 概述

在平时开发中，往往会遇到这样一种情况，实现一种功能有很多种算法或者策略，我们可以根据不同的算法或者策略来实现这种功能。比如：想要计算一种计算物流的计算方式，都是计费，不同的快递有不同的计费方式，像京东快递、百世快递、圆通快递。它们之间计算运费的方式都是不同的。那我们怎么来实现呢？简单的就是if...else...或者switch...case...。这两种实现方式被称之为硬编码。如果又新增了一种计费方式像韵达快递，那么就要去修改我们算法的源代码。这样会使代码变的较为臃肿，维护困难。

所以，我们需要想要实现一种方式就是各自有各自的算法，只需要在客户端选择哪种方式去调用就好了。

2 策略模式

2.1 组成部分

环境类（Context）：用一个ConcreteStrategy对象来配置。维护一个对Strategy对象的引用。可以定义一个接口来让Strategy访问他的数据。

抽象策略类（Strategy）：定义所有支持算法的公共接口。Context使用这个接口来调用某ConcreteStrategy定义的算法。

具体策略类（ConcreteStrategy）：以Strategy接口实现具体的算法。

2.2 代码示例

以不同快递公司运费为例：

步骤一：定义一个抽象策略类（计费方式）

public interface CommandStrategy {
    /**
     * 计费方式
     * @param message
     */
    void calMoney(String message);
}

步骤二：定义具体的策略类（不同算法类实现该接口）

public class BaiShiCommand implements CommandStrategy {
    /**
     * 百世快递计费方式
     * @param message
     */
    @Override
    public void calMoney(String message) {
        System.out.println("百世快递收费方式："+"起步20，每公斤6元");
    }
}

public class JingDongCommand implements CommandStrategy {
    /**
     * 京东快递计费方式
     * @param message
     */
    @Override
    public void calMoney(String message) {
        System.out.println("京东快递收费方式："+"起步30，每公斤5元");
    }
}

public class YuanTongCommand implements CommandStrategy {
    /**
     * 圆通快递计费方式
     * @param message
     */
    @Override
    public void calMoney(String message) {
        System.out.println("圆通快递收费方式："+"起步10，每公斤8元");
    }
}

步骤三：定义环境类

public class CommandContext {
    public CommandStrategy getInstance(String commandType) {
        CommandStrategy commandStrategy = null;
        Map<String, String> allClazz = CommandEnum.getAllClazz();
        //拿到对应算法类对应的路径
        String clazz = allClazz.get(commandType.trim().toLowerCase());
        if (StringUtils.isNotEmpty(clazz)) {
            try {
                try {
                    //创建一个对象实例
                    commandStrategy = (CommandStrategy) Class.forName(clazz).newInstance();//调用无参构造器创建实例
                } catch (InstantiationException | IllegalAccessException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            } catch (ClassNotFoundException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        System.out.println("commandStrategy:"+commandStrategy);
        return commandStrategy;
    }
}

定义一个枚举类：

public enum CommandEnum {
    JingDong("京东", "com.liubujun.design.command.JingDongCommand"), BaiShi("百世", "com.liubujun.design.command.BaishiCommand"), YuanTong("圆通", "com.liubujun.design.command.YuanTongCommand");
    private String name;
    private String clazz;
    public static Map<String, String> getAllClazz() {
        Map<String, String> map = new HashMap<>(8);
        System.out.println("==================="+Arrays.toString(CommandEnum.values())+"================");
        for (CommandEnum commandEnum : CommandEnum.values()) {
            map.put(commandEnum.getCommand(), commandEnum.getClazz());
        }
        return map;
    }
    public String getCommand() {
        return name;
    }
    CommandEnum(String command, String clazz) {
        this.name = command;
        this.clazz = clazz;
    }
    public void setCommand(String command) {
        this.name = command;
    }
    public String getClazz() {
        return clazz;
    }
    public void setClazz(String clazz) {
        this.clazz = clazz;
    }
}

客户端：

public class MainStart {
    public static void main(String[] args) {
        String message = "京东";
        CommandContext commandContext = new CommandContext();
        //拿到message对应算法的对象实例
        CommandStrategy commandStrategy = commandContext.getInstance(message);
        commandStrategy.calMoney(message);
    }
}

这样在客户端就可以直接调用哪一种快递的计费方式了

2.3 优缺点

优点：

1) 相关算法系列 Strategy类层次为Context定义了一系列的可供重用的算法或行为。继承有助于析取出这些算法中的公共功能。

2) 提供了可以替换继承关系的办法：继承提供了另一种支持多种算法或行为的方法。你可以直接生成一个Context类的子类，从而给它以不同的行为。但这会将行为硬行编制到 Context中，而将算法的实现与Context的实现混合起来,从而使Context难以理解、难以维护和难以扩展，而且还不能动态地改变算法。最后你得到一堆相关的类 , 它们之间的唯一差别是它们所使用的算法或行为。将算法封装在独立的Strategy类中使得你可以独立于其Context改变它，使它易于切换、易于理解、易于扩展。

3) 消除了一些if else条件语句：Strategy模式提供了用条件语句选择所需的行为以外的另一种选择。当不同的行为堆砌在一个类中时 ,很难避免使用条件语句来选择合适的行为。将行为封装在一个个独立的Strategy类中消除了这些条件语句。含有许多条件语句的代码通常意味着需要使用Strategy模式。

4) 实现的选择 Strategy模式可以提供相同行为的不同实现。客户可以根据不同时间 /空间权衡取舍要求从不同策略中进行选择。

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: 本模式有一个潜在的缺点，就是一个客户要选择一个合适的Strategy就必须知道这些Strategy到底有何不同。此时可能不得不向客户暴露具体的实现问题。因此仅当这些不同行为变体与客户相关的行为时 , 才需要使用Strategy模式。

2 ) Strategy和Context之间的通信开销：无论各个ConcreteStrategy实现的算法是简单还是复杂, 它们都共享Strategy定义的接口。因此很可能某些 ConcreteStrategy不会都用到所有通过这个接口传递给它们的信息；简单的 ConcreteStrategy可能不使用其中的任何信息！这就意味着有时Context会创建和初始化一些永远不会用到的参数。如果存在这样问题 , 那么将需要在Strategy和Context之间更进行紧密的耦合。

3 )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。增加了对象的数目 Strategy增加了一个应用中的对象的数目。有时你可以将 Strategy实现为可供各Context共享的无状态的对象来减少这一开销。任何其余的状态都由 Context维护。Context在每一次对Strategy对象的请求中都将这个状态传递过去。共享的 Strategy不应在各次调用之间维护状态。

到此这篇关于Java深入讲解二十三种设计模式之中的策略模式的文章就介绍到这了,更多相关Java策略模式内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！