你好,我是猿java。
- 策略模式是什么? {#1-策略模式是什么?} =========================
先让我们看看维ji百科上的定义:
大概的意思是:
在计算机编程中,策略模式(strategy pattern)是一种行为软件设计模式,允许在运行时选择算法。代码不是直接实现单个算法,而是接收有关使用一系列算法中的哪个算法的运行时指令。
例如,对传入数据执行验证的类可能会使用策略模式来选择验证算法,具体取决于数据类型、数据源、用户选择或其他区分因素。这些因素在运行时之前是未知的,并且可能需要执行完全不同的验证。
- 策略模式的角色 {#2-策略模式的角色} =======================
策略模式包含以下几个角色:
- 上下文(Context):持有策略的引用,负责对外提供策略接口。
- 策略接口(Strategy):定义了一个接口,用于所有具体策略的实现类。
- 具体策略(ConcreteStrategy):实现策略接口的具体类,包含具体的算法实现。
策略模式的主要目标是将算法的实现与使用算法的代码进行分离,减少各部分之间的耦合度,可以在不影响上下文的情况下自由地修改或扩展算法。其模型图如下:
- Java示例 {#3-Java示例} =====================
上面将理论讲述了一通,对策略模式还是似懂非懂。为了更好地理解策略模式,下面我们通过一个简单的Java示例来演示策略模式的应用:
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| // 策略接口 interface PaymentStrategy { void pay(int amount); } // 具体策略类:信用卡支付 class CreditCardPayment implements PaymentStrategy { private String cardNumber; public CreditCardPayment(String cardNumber) { this.cardNumber = cardNumber; } @Override public void pay(int amount) { System.out.println("Paid " + amount + " using Credit Card: " + cardNumber); } } // 具体策略类:AliPal支付 class AliPalPayment implements PaymentStrategy { private String email; public AliPalPayment(String email) { this.email = email; } @Override public void pay(int amount) { System.out.println("Paid " + amount + " using AliPal: " + email); } } // 上下文 class ShoppingCart { private PaymentStrategy paymentStrategy; public void setPaymentStrategy(PaymentStrategy paymentStrategy) { this.paymentStrategy = paymentStrategy; } public void checkout(int amount) { if (paymentStrategy == null) { System.out.println("Payment strategy not set. Cannot proceed to checkout."); return; } paymentStrategy.pay(amount); } } // 测试策略模式 public class StrategyPatternDemo { public static void main(String[] args) { ShoppingCart cart = new ShoppingCart(); // 使用信用卡支付 cart.setPaymentStrategy(new CreditCardPayment("1234-5678-9101-1121")); cart.checkout(100); // 使用AliPal支付 cart.setPaymentStrategy(new AliPalPayment("user@alipay.com")); cart.checkout(200); } }
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代码解析
在这个示例中,我们有一个支付策略的接口 PaymentStrategy
,它定义了 pay(int amount)
方法。我们还有两个具体策略类:CreditCardPayment
和 AliPalPayment
,分别实现了不同的支付方式。
ShoppingCart
类是上下文类,用于设置不同的支付策略并进行结账。我们可以轻松地在运行时改变支付策略,而不需要修改 ShoppingCart
的实现。
看完上面的示例,是不是觉得策略模式和多态有点类似,对于一种抽象的方式(接口)可以按照不同的方式(子类)去实现。不过两者还是有差异:
- 策略模式:策略模式是一种行为设计模式,它定义了一系列算法,并将每一个算法封装起来,使得它们可以互换。策略模式允许客户端在运行时选择具体的算法,而不需要修改相应的代码。
- 多态:多态是指对象可以通过同一接口对不同类型的行为进行调用。多态通常通过基类的引用调用子类的方法来实现,可以在运行时动态地选择执行的对象类型。比如下面的示例图:
- 优缺点 {#4-优缺点} ===============
4.1 优点 {#4-1-优点}
- 开放/闭合原则:可以在不修改现有代码的情况下添加新策略。
- 提高灵活性:可以在运行时选择和切换策略。
- 减少代码重复:不同策略中相似的代码可以被上下文管理。
4.2 缺点 {#4-2-缺点}
-
有很多策略类会增加系统复杂度:每增加一种策略都需要对应的类。
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客户端需要知道不同策略的具体实现才能选择:这可能导致需要在客户端中进行大量的条件判断。
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策略管理可能变得复杂:一旦有很多策略,如何选择和使用这些策略可能会增加复杂性。
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使用的框架 {#5-使用的框架} ===================
策略模式本身并不是 Java框架的一部分,但在一些流行的框架中可以看到其应用,例如:
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Spring:Spring框架中可以使用策略模式来实现不同的策略,比如事务管理、缓存策略等。
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Apache Commons Collections:提供了多种集合操作的策略实现。
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Java标准库 :例如在
java.util.Comparator
接口中,提供了排序时不同的比较策略。 -
实际应用场景 {#6-实际应用场景} =====================
策略模式广泛应用于许多场景中,一些典型的应用场景包括:
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支付处理:不同的支付方式(如信用卡、AliPal、网银等)。
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排序算法:动态选择不同的排序算法。
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折扣计算:根据不同的促销策略计算购物车中的折扣。
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文件处理:不同的文件压缩或文件处理策略。
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总结 {#7-总结} =============
本文,我们分析了策略模式,它通过将算法与使用算法的代码分离,提供了一种灵活且可扩展的方式来管理算法。尽管在某些情况下会增加系统的复杂度,但它的优点通常能够抵消这些缺点,使得这种模式在许多实际应用中非常有价值。对于想要设计可扩展性和灵活性的系统,策略模式是一个非常有效的设计方案。
- 学习交流 {#8-学习交流} =================