设计模式(十八)----行为型模式之策略模式
1、概述
先看下面的图片，我们去旅游选择出行模式有很多种，可以骑自行车、可以坐汽车、可以坐火车、可以坐飞机。
作为一个程序猿，开发需要选择一款开发工具，当然可以进行代码开发的工具有很多，可以选择Idea进行开发，也可以使用eclipse进行开发，也可以使用其他的一些开发工具。
定义：
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。策略模式属于对象行为模式，它通过对算法进行封装，把使用算法的责任和算法的实现分割开来，并委派给不同的对象对这些算法进行管理。
2、结构
策略模式的主要角色如下：
-
抽象策略（Strategy）类：这是一个抽象角色，通常由一个接口或抽象类实现。此角色给出所有的具体策略类所需的接口。
-
具体策略（Concrete Strategy）类：实现了抽象策略定义的接口，提供具体的算法实现或行为。
-
环境（Context）类：持有一个策略类的引用，最终给客户端调用。
3、案例实现
【例】促销活动
一家百货公司在定年度的促销活动。针对不同的节日（春节、中秋节、圣诞节）推出不同的促销活动，由促销员将促销活动展示给客户。类图如下：
代码如下：
定义百货公司所有促销活动的共同接口
public interface Strategy {void show();
}定义具体策略角色（Concrete Strategy）：每个节日具体的促销活动
//为春节准备的促销活动A
public class StrategyA implements Strategy {
public void show() {System.out.println("买一送一");}
}
//为中秋准备的促销活动B
public class StrategyB implements Strategy {
public void show() {System.out.println("满200元减50元");}
}
//为圣诞准备的促销活动C
public class StrategyC implements Strategy {
public void show() {System.out.println("满1000元加一元换购任意200元以下商品");}
}定义环境角色（Context）：用于连接上下文，即把促销活动推销给客户，这里可以理解为销售员
public class SalesMan {
//聚合策略类对象private Strategy strategy;
public SalesMan(Strategy strategy) {this.strategy = strategy;}
public Strategy getStrategy() {return strategy;}
public void setStrategy(Strategy strategy) {this.strategy = strategy;}
//由促销员展示促销活动给用户public void salesManShow() {strategy.show();}
}测试类
public class Client {public static void main(String[] args) {//春节来了，使用春节促销活动SalesMan salesMan = new SalesMan(new StrategyA());//展示促销活动salesMan.salesManShow();
System.out.println("==============");//中秋节到了，使用中秋节的促销活动salesMan.setStrategy(new StrategyB());//展示促销活动salesMan.salesManShow();
System.out.println("==============");//圣诞节到了，使用圣诞节的促销活动salesMan.setStrategy(new StrategyC());//展示促销活动salesMan.salesManShow();}
}
4、优缺点
1，优点：
-
策略类之间可以自由切换
由于策略类都实现同一个接口，所以使它们之间可以自由切换。
-
易于扩展
增加一个新的策略只需要添加一个具体的策略类即可，基本不需要改变原有的代码，符合“开闭原则“
-
避免使用多重条件选择语句（if else），充分体现面向对象设计思想。
2，缺点：
-
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。
-
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。
5、使用场景
-
一个系统需要动态地在几种算法中选择一种时，可将每个算法封装到策略类中。
-
一个类定义了多种行为，并且这些行为在这个类的操作中以多个条件语句的形式出现，可将每个条件分支移入它们各自的策略类中以代替这些条件语句。
-
系统中各算法彼此完全独立，且要求对客户隐藏具体算法的实现细节时。
-
系统要求使用算法的客户不应该知道其操作的数据时，可使用策略模式来隐藏与算法相关的数据结构。
-
多个类只区别在表现行为不同，可以使用策略模式，在运行时动态选择具体要执行的行为。
6、JDK源码解析
Comparator 中的策略模式。在Arrays类中有一个 sort() 方法，如下：
public class Arrays{public static void sort(T[] a, Comparator c) {if (c == null) {sort(a);} else {if (LegacyMergeSort.userRequested)legacyMergeSort(a, c);elseTimSort.sort(a, 0, a.length, c, null, 0, 0);}}
} Arrays就是一个环境角色类，这个sort方法可以传一个新策略让Arrays根据这个策略来进行排序。就比如下面的测试类。
public class demo {public static void main(String[] args) {
Integer[] data = {12, 2, 3, 2, 4, 5, 1};// 实现降序排序Arrays.sort(data, new Comparator() {public int compare(Integer o1, Integer o2) {return o2 - o1;}});System.out.println(Arrays.toString(data)); //[12, 5, 4, 3, 2, 2, 1]}
} 这里我们在调用Arrays的sort方法时，第二个参数传递的是Comparator接口的子实现类对象。所以Comparator充当的是抽象策略角色，而具体的子实现类充当的是具体策略角色。这里传递了一个匿名内部类形式的子实现类。环境角色类（Arrays）应该持有抽象策略的引用来调用。那么，Arrays类的sort方法到底有没有使用Comparator子实现类中的 compare() 方法吗？让我们继续查看TimSort类的 sort() 方法，代码如下：
class TimSort {static void sort(T[] a, int lo, int hi, Comparator c,T[] work, int workBase, int workLen) {assert c != null && a != null && lo >= 0 && lo <= hi && hi <= a.length;
int nRemaining = hi - lo;if (nRemaining < 2)return; // Arrays of size 0 and 1 are always sorted
// If array is small, do a "mini-TimSort" with no mergesif (nRemaining < MIN_MERGE) {int initRunLen = countRunAndMakeAscending(a, lo, hi, c);binarySort(a, lo, hi, lo + initRunLen, c);return;}...} private static int countRunAndMakeAscending(T[] a, int lo, int hi,Comparator c) {assert lo < hi;int runHi = lo + 1;if (runHi == hi)return 1;
// Find end of run, and reverse range if descendingif (c.compare(a[runHi++], a[lo]) < 0) { // Descendingwhile (runHi < hi && c.compare(a[runHi], a[runHi - 1]) < 0)runHi++;reverseRange(a, lo, runHi);} else { // Ascendingwhile (runHi < hi && c.compare(a[runHi], a[runHi - 1]) >= 0)runHi++;}
return runHi - lo;}
} 上面的代码中最终会跑到 countRunAndMakeAscending() 这个方法中。我们可以看见，只用了compare方法，所以在调用Arrays.sort方法只传具体compare重写方法的类对象就行，这也是Comparator接口中必须要子类实现的一个方法。