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策略设计模式

策略设计模式

目录

前言:

策略模式的实现与原理

策略模式的定义:

策略模式的创建

策略的使用

如何利用策略模式避免分支判断

总结:

参考资料 


前言:

     我们在日常工作中,会经常看见代码中维护着大量的if/else,特别是在一些特别久的系统中,一个方法又长、无用的判断又不敢确认,是否可以及时清理掉。今天我们要说策略模式就能很好的解决这个问题。


策略模式的实现与原理

 策略模式定义一组算法类,将每个算法分别封装起来,让它们可以互相替换。策略模式可以使算法的变化独立于使用它们的客户客户端。客户端是指算法使用的代码。

我们清楚设计模式其实就是一个解耦的过程,工厂设计模式是解耦对象的创建和使用,观察者模式是解耦观察者和被观察者。策略模式跟两者相似。

不过,它解耦的是策略的定义、创建、使用这三部分

策略模式的定义:

策略类的定义比较简单,包含一个策略接口和一组实现这个接口的策略类。因为所有的策略类都实现相同的接口,所以,客户端代码基于接口而非实现编程,可以灵活地替换不同的策略示例代码如下:


public interface Strategy {void algorithmInterface();
}public class ConcreteStrategyA implements Strategy {@Overridepublic void  algorithmInterface() {//具体的算法...}
}public class ConcreteStrategyB implements Strategy {@Overridepublic void  algorithmInterface() {//具体的算法...}
}

策略模式的创建

因为策略模式会包含一组策略,在使用它们的时候,一般会通过类型(type)来判断创建哪个策略来使用。为了封装创建逻辑,我们需要对客户端代码屏蔽创建细节。我们可以把根据 type 创建策略的逻辑抽离出来,放到工厂类中


public class StrategyFactory {private static final Map<String, Strategy> strategies = new HashMap<>();static {strategies.put("A", new ConcreteStrategyA());strategies.put("B", new ConcreteStrategyB());}public static Strategy getStrategy(String type) {if (type == null || type.isEmpty()) {throw new IllegalArgumentException("type should not be empty.");}return strategies.get(type);}
}

相反,如果策略类是有状态的,根据业务场景的需要,我们希望每次从工厂方法中,获得的都是新创建的策略对象,而不是缓存好可共享的策略对象,那我们就需要按照如下方式来实现策略工厂类。


public class StrategyFactory {public static Strategy getStrategy(String type) {if (type == null || type.isEmpty()) {throw new IllegalArgumentException("type should not be empty.");}if (type.equals("A")) {return new ConcreteStrategyA();} else if (type.equals("B")) {return new ConcreteStrategyB();}return null;}
}

策略的使用

我们知道,策略模式包含一组可选策略,客户端代码一般如何确定使用哪个策略呢?最常见的是运行时动态确定使用哪种策略,这也是策略模式最典型的应用场景。

这里的运行时动态指的是,我们事先并不知道会使用哪个策略,而是在程序运行期间,根据配置、用户输入、计算结果等这些不确定因素,动态决定使用哪种策略。接下来,我们通过一个例子来解释一下。


// 策略接口:EvictionStrategy
// 策略类:LruEvictionStrategy、FifoEvictionStrategy、LfuEvictionStrategy...
// 策略工厂:EvictionStrategyFactorypublic class UserCache {private Map<String, User> cacheData = new HashMap<>();private EvictionStrategy eviction;public UserCache(EvictionStrategy eviction) {this.eviction = eviction;}//...
}// 运行时动态确定,根据配置文件的配置决定使用哪种策略
public class Application {public static void main(String[] args) throws Exception {EvictionStrategy evictionStrategy = null;Properties props = new Properties();props.load(new FileInputStream("./config.properties"));String type = props.getProperty("eviction_type");evictionStrategy = EvictionStrategyFactory.getEvictionStrategy(type);UserCache userCache = new UserCache(evictionStrategy);//...}
}// 非运行时动态确定,在代码中指定使用哪种策略
public class Application {public static void main(String[] args) {//...EvictionStrategy evictionStrategy = new LruEvictionStrategy();UserCache userCache = new UserCache(evictionStrategy);//...}
}

如何利用策略模式避免分支判断

策略模式适用于根据不同类型的动态,决定使用哪种策略这样一种应用场景。

我们先看一个例子,if-else switch-case 分支判断逻辑是如何产生的。具体的代码如下所示。在这个例子中,我们没有使用策略模式,而是将策略的定义、创建、使用直接耦合在一起。


public class OrderService {public double discount(Order order) {double discount = 0.0;OrderType type = order.getType();if (type.equals(OrderType.NORMAL)) { // 普通订单//...省略折扣计算算法代码} else if (type.equals(OrderType.GROUPON)) { // 团购订单//...省略折扣计算算法代码} else if (type.equals(OrderType.PROMOTION)) { // 促销订单//...省略折扣计算算法代码}return discount;}
}


// 策略的定义
public interface DiscountStrategy {double calDiscount(Order order);
}
// 省略NormalDiscountStrategy、GrouponDiscountStrategy、PromotionDiscountStrategy类代码...// 策略的创建
public class DiscountStrategyFactory {private static final Map<OrderType, DiscountStrategy> strategies = new HashMap<>();static {strategies.put(OrderType.NORMAL, new NormalDiscountStrategy());strategies.put(OrderType.GROUPON, new GrouponDiscountStrategy());strategies.put(OrderType.PROMOTION, new PromotionDiscountStrategy());}public static DiscountStrategy getDiscountStrategy(OrderType type) {return strategies.get(type);}
}// 策略的使用
public class OrderService {public double discount(Order order) {OrderType type = order.getType();DiscountStrategy discountStrategy = DiscountStrategyFactory.getDiscountStrategy(type);return discountStrategy.calDiscount(order);}
}

重构之后的代码就没有了 if-else 分支判断语句了。实际上,这得益于策略工厂类。在工厂类中,我们用 Map 来缓存策略,根据 type 直接从 Map 中获取对应的策略,从而避免 if-else 分支判断逻辑。等后面讲到使用状态模式来避免分支判断逻辑的时候,你会发现,它们使用的是同样的套路。本质上都是借助查表法,根据 type 查表(代码中的 strategies 就是表)替代根据 type 分支判断。

总结:

策略模式定义一族算法类,将每个算法分别封装起来,让它们可以互相替换。策略模式可以使算法的变化独立于使用它们的客户端(这里的客户端代指使用算法的代码)

策略模式用来解耦策略的定义、创建、使用。实际上,一个完整的策略模式就是由这三个部分组成的。

  • 策略类的定义比较简单,包含一个策略接口和一组实现这个接口的策略类。
  • 策略的创建由工厂类来完成,封装策略创建的细节。
  • 策略模式包含一组策略可选,客户端代码如何选择使用哪个策略,有两种确定方法:编译时静态确定和运行时动态确定。其中,运行时动态确定才是策略模式最典型的应用场景。

参考资料 

60 | 策略模式(上):如何避免冗长的if-else/switch分支判断代码?-极客时间