GOF设计模式-对象行为型模式-策略模式

算法的封装与切换——策略模式

写代码时总会出很多的if…else，或者case。如果在一个条件语句中又包含了多个条件语句就会使得代码变得臃肿，维护的成本也会加大，而策略模式就能较好的解决这个问题，本篇博客就带你详细了解策略模式。

策略模式概述

在策略模式中，我们可以定义一些独立的类来封装不同的算法，每一个类封装一种具体的算 法，在这里，每一个封装算法的类我们都可以称之为一种策略(Strategy)，为了保证这些策略 在使用时具有一致性，一般会提供一个抽象的策略类来做规则的定义，而每种算法则对应于 一个具体策略类。

策略模式的主要目的是将算法的定义与使用分开，也就是将算法的行为和环境分开，将算法 的定义放在专门的策略类中，每一个策略类封装了一种实现算法，使用算法的环境类针对抽 象策略类进行编程，符合“依赖倒转原则”。在出现新的算法时，只需要增加一个新的实现了抽 象策略类的具体策略类即可。策略模式定义如下： 策略模式(Strategy Pattern)：定义一系列算 法类，将每一个算法封装起来，并让它们可以相互替换，策略模式让算法独立于使用它的客 户而变化，也称为政策模式(Policy)。策略模式是一种对象行为型模式。

策略模式结构并不复杂，但我们需要理解其中环境类Context的作用，其结构如图所示：

在策略模式结构图中包含如下几个角色：

● Context（环境类）：环境类是使用算法的角色，它在解决某个问题（即实现某个方法）时 可以采用多种策略。在环境类中维持一个对抽象策略类的引用实例，用于定义所采用的策 略。

● Strategy（抽象策略类）：它为所支持的算法声明了抽象方法，是所有策略类的父类，它可 以是抽象类或具体类，也可以是接口。环境类通过抽象策略类中声明的方法在运行时调用具 体策略类中实现的算法。

● ConcreteStrategy（具体策略类）：它实现了在抽象策略类中声明的算法，在运行时，具体策 略类将覆盖在环境类中定义的抽象策略类对象，使用一种具体的算法实现某个业务处理。

策略模式是一个比较容易理解和使用的设计模式，策略模式是对算法的封装，它把算法的责 任和算法本身分割开，委派给不同的对象管理。策略模式通常把一个系列的算法封装到一系 列具体策略类里面，作为抽象策略类的子类。在策略模式中，对环境类和抽象策略类的理解 非常重要，环境类是需要使用算法的类。在一个系统中可以存在多个环境类，它们可能需要 重用一些相同的算法。

策略模式的典型代码如下：

抽象策略类

public interface Strategy { /** * 策略方法 */ public void strategyInterface(); }

具体策略类

public class ConcreteStrategyA implements Strategy { @Override public void strategyInterface() { //相关的业务 } }

public class ConcreteStrategyB implements Strategy { @Override public void strategyInterface() { //相关的业务 } }

环境角色类

public class Context { //持有一个具体策略的对象 private Strategy strategy; /** * 构造函数，传入一个具体策略对象 * @param strategy 具体策略对象 */ public Context(Strategy strategy){ this.strategy = strategy; } /** * 策略方法 */ public void contextInterface(){ strategy.strategyInterface(); } }

策略模式使用场景举例：原文：https://blog.csdn.net/u012124438/article/details/70039943 

假设鹅厂推出了3种会员，分别为会员，超级会员以及金牌会员，还有就是普通玩家，针对不同类别的玩家，购买《王者农药》皮肤有不同的打折方式，并且一个顾客每消费10000就增加一个级别，那么我们就可以使用策略模式，因为策略模式描述的就是算法的不同，这里我们举例就采用最简单的，以上四种玩家分别采用原价（普通玩家），九折，八折和七价的收钱方式。

那么我们首先要有一个计算价格的策略接口

public interface CalPrice { //根据原价返回一个最终的价格 Double calPrice(Double orgnicPrice); }

下面是4种玩家的计算方式的实现

//普通玩家类：具体策略类

public class Orgnic implements CalPrice { @Override public Double calPrice(Double orgnicPrice) { return orgnicPrice; } }

//VIP类：具体策略类

public class Vip implements CalPrice { @Override public Double calPrice(Double orgnicPrice) { return orgnicPrice * 0.9; } }

//超级会员类：具体策略类

public class SuperVip implements CalPrice { @Override public Double calPrice(Double orgnicPrice) { return orgnicPrice * 0.8; } }

//金牌会员类：具体策略类

public class GoldVip implements CalPrice { @Override public Double calPrice(Double orgnicPrice) { return orgnicPrice * 0.7; } }

我们看客户类，我们需要客户类帮我们完成玩家升级的功能。

public class Player { private Double totalAmount = 0D;//客户在鹅厂消费的总额 private Double amount = 0D;//客户单次消费金额 private CalPrice calPrice = new Orgnic();//每个客户都有一个计算价格的策略，初始都是普通计算，即原价 //客户购买皮肤，就会增加它的总额 public void buy(Double amount) { this.amount = amount; totalAmount += amount; if (totalAmount > 30000) {//30000则改为金牌会员计算方式 calPrice = new GoldVip(); } else if (totalAmount > 20000) {//类似 calPrice = new SuperVip(); } else if (totalAmount > 10000) {//类似 calPrice = new Vip(); } } //计算客户最终要付的钱 public Double calLastAmount() { return calPrice.calPrice(amount); } }

接下来是客户端调用，系统会帮我们自动调整收费策略。

public class Client { public static void main(String[] args) { Player player = new Player(); player.buy(5000D); System.out.println("玩家需要付钱：" + player.calLastAmount()); player.buy(12000D); System.out.println("玩家需要付钱：" + player.calLastAmount()); player.buy(12000D); System.out.println("玩家需要付钱：" + player.calLastAmount()); player.buy(12000D); System.out.println("玩家需要付钱：" + player.calLastAmount()); } }

运行以后会发现，第一次是原价，第二次是九折，第三次是八折，最后一次则是七价。这样设计的好处是，客户不再依赖于具体的收费策略，依赖于抽象永远是正确的。

策略模式总结

策略模式用于算法的自由切换和扩展，它是应用较为广泛的设计模式之一。策略模式对应于 解决某一问题的一个算法族，允许用户从该算法族中任选一个算法来解决某一问题，同时可 以方便地更换算法或者增加新的算法。只要涉及到算法的封装、复用和切换都可以考虑使用 策略模式。

1. 主要优点

策略模式的主要优点如下：

(1) 策略模式提供了对“开闭原则”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) 策略模式提供了管理相关的算法族的办法。策略类的等级结构定义了一个算法或行为族， 恰当使用继承可以把公共的代码移到抽象策略类中，从而避免重复的代码。

(3) 策略模式提供了一种可以替换继承关系的办法。如果不使用策略模式，那么使用算法的环 境类就可能会有一些子类，每一个子类提供一种不同的算法。但是，这样一来算法的使用就 和算法本身混在一起，不符合“单一职责原则”，决定使用哪一种算法的逻辑和该算法本身混合 在一起，从而不可能再独立演化；而且使用继承无法实现算法或行为在程序运行时的动态切 换。

(4) 使用策略模式可以避免多重条件选择语句。多重条件选择语句不易维护，它把采取哪一种 算法或行为的逻辑与算法或行为本身的实现逻辑混合在一起，将它们全部硬编码(Hard Coding) 在一个庞大的多重条件选择语句中，比直接继承环境类的办法还要原始和落后。

(5) 策略模式提供了一种算法的复用机制，由于将算法单独提取出来封装在策略类中，因此不 同的环境类可以方便地复用这些策略类。

1. 主要缺点

策略模式的主要缺点如下：

(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。这就意味着客户端必须理 解这些算法的区别，以便适时选择恰当的算法。换言之，策略模式只适用于客户端知道所有 的算法或行为的情况。

(2) 策略模式将造成系统产生很多具体策略类，任何细小的变化都将导致系统要增加一个新的 具体策略类。

(3) 无法同时在客户端使用多个策略类，也就是说，在使用策略模式时，客户端每次只能使用 一个策略类，不支持使用一个策略类完成部分功能后再使用另一个策略类来完成剩余功能的 情况。

1. 适用场景

在以下情况下可以考虑使用策略模式：

(1) 一个系统需要动态地在几种算法中选择一种，那么可以将这些算法封装到一个个的具体算 法类中，而这些具体算法类都是一个抽象算法类的子类。换言之，这些具体算法类均有统一 的接口，根据“里氏代换原则”和面向对象的多态性，客户端可以选择使用任何一个具体算法 类，并只需要维持一个数据类型是抽象算法类的对象。

(2) 一个对象有很多的行为，如果不用恰当的模式，这些行为就只好使用多重条件选择语句来 实现。此时，使用策略模式，把这些行为转移到相应的具体策略类里面，就可以避免使用难 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，在具体策略类中封装算法与相关的数 据结构，可以提高算法的保密性与安全性。