六、策略模式

策略模式

一、什麼是策略模式

策略模式作為一種軟體設計模式，指對象有某個行為，但是在不同的場景中，該行為有不同的實現演算法。比如每個人都要“交個人所得稅”，但是“在美國交個人所得稅”和“在中國交個人所得稅”就有不同的算稅方法。

策略模式（Strategy），定義了一組演算法，將每個演算法都封裝起來，並且使它們之間可以互換。

UML結構圖如下：

其中，Context是上下文，維護了一個對Strategy對象的引用；Strategy是策略類，用於定義所有支持演算法的公共介面；ConcreteStrategy是具體策略類，封裝了具體的演算法或行為，繼承於Strategy。

1. Context上下文

Context上下文角色，也叫Context封裝角色，起承上啟下的作用，屏蔽高層模塊對策略、演算法的直接訪問，封裝可能存在的變化。

public class Context {
    
    Strategy strategy;
    
    public Context(Strategy strategy) {
        this.strategy = strategy;
    }
    
    //上下文介面
    public void contextInterface() {
        strategy.algorithmInterface();
    }

}

2. 策略角色

抽象策略角色，是對策略、演算法家族的抽象，通常為介面，定義每個策略或演算法必須具有的方法和屬性。algorithm是“運演算法則”的意思。

public abstract class Strategy {
    //演算法方法
    public abstract void algorithmInterface();
}

3. 具體策略角色

用於實現抽象策略中的操作，即實現具體的演算法，下方用print代替。測試類共3個ConcreteStrategy，其它兩個類與ConcreteStrategyA同理，就不再贅述了。

public class ConcreteStrategyA extends Strategy {

    @Override
    public void algorithmInterface() {
        System.out.println("演算法A實現");
    }

}

4. Client客戶端

下麵依次更換策略，測試一下策略模式。

public class Client {
    
    public static void main(String[] args) {
        Context context;
        
        context = new Context(new ConcreteStrategyA());
        context.contextInterface();
        
        context = new Context(new ConcreteStrategyB());
        context.contextInterface();
        
        context = new Context(new ConcreteStrategyC());
        context.contextInterface();
    }
}

/**測試結果
演算法A實現
演算法B實現
演算法C實現
*/

二、策略模式的應用及優缺點

應用場景

• 多個類只有演算法或行為上稍有不同的場景
• 演算法需要自由切換的場景
• 需要屏蔽演算法規則的場景

優點：

1. 演算法可以自由切換
2. 避免使用多重條件判斷（如果不用策略模式我們可能會使用多重條件語句，不利於維護）
3. 擴展性良好，增加一個策略只需實現介面即可

缺點：

1. 策略類數量會增多，每個策略都是一個類，復用的可能性很小
2. 所有的策略類都需要對外暴露

三、策略模式案例

我們來模擬一個下班回家的場景，需要自己選擇不同的交通工具來回家

1、上下文類

首先聲明一個TravelContext對象，通過構造方法，傳入具體的交通工具。

public class TravelContext {
    private Vehicle vehicle;

    public TravelContext(Vehicle vehicle){
        this.vehicle = vehicle;
    }

    public void goHome(){
        if (vehicle!=null){
            vehicle.travel();
        }
    }
}

2、交通工具抽象類

public interface Vehicle {
    void travel();
}

3、不同的交通工具類

public class Bus implements Vehicle {
    public void travel() {
        System.out.println("乘坐公車");
    }
}

public class Car implements Vehicle {
    public void travel() {
        System.out.println("乘坐小汽車");
    }
}

public class Taxi implements Vehicle {
    public void travel() {
        System.out.println("乘坐計程車");
    }
}

4、Client客戶端

下麵寫一個簡單的程式測試一下上方編寫的代碼。

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        TravelContext travelContext = null;
        System.out.println("請選擇回家乘坐的交通工具:1.小汽車 2.計程車 3.公車");
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        int input = scanner.nextInt();
        switch (input){
            case 1:
                travelContext = new TravelContext(new Car());
                travelContext.goHome();
                break;
            case 2:
                travelContext = new TravelContext(new Taxi());
                travelContext.goHome();
                break;
            case 3:
                travelContext = new TravelContext(new Bus());
                travelContext.goHome();
                break;
            default:
                System.out.println("請輸入1/2/3");
                break;
        }
    }
}

/**測試結果
請選擇回家乘坐的交通工具:1.小汽車 2.計程車 3.公車
3
乘坐公車
*/