设计模式--策略模式

 

策略模式

        定义：定义了算法族，分别将他们封装起来，让它们之间能相互替换。此模式让算法独立于使用算法的用户。

 类图

 

下面我们用两个列子来说明策略模式的实际用途。

1. 从上班开始

有一个程序员类，他有一个名称，然后有一个上班的方法：

 代码如下：

 

 

//程序员类
public class Programmer {
    //姓名
    private String name;
    //getter & setter
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    //  构造方法
    public Programmer(String name) {
        this.name = name;
    }
    //上班的方法
    public void GoToWork(){
        System.out.println("坐地铁上班！"); 
    }
}

 如果，我们的同事上班方式有所不同，有的人坐地铁，有的人做公交车，有的人骑自行车…那么这个类明显不能满足我们的要求，怎么办？有的人想到了继承，就是创造一个坐公交的程序员，让那些坐公交的人继承程序员类，然后重写GoToWork（）方法，这个方法是解决了问题，可是我们想想，如果程序员有任何变化，增加或者修改某个属性或者方法，那么就得对子类进行修改，这是一个不能接受的结果？有更优雅的方式吗？有的人想到了接口，就是将上班抽象成接口，然后让不同上班方式去继承接口，再让他们继承程序员类，并且去实现上班接口

 这样是将上班行为分离出来了，但是如果增加了步行上班的人、开车上班的人…..等等，代码越来越多了，而且总是要去继承程序员类，实现上班接口，而且有一天，哪个坐地铁的人买了车，改为开车上班呢？是不是的去改代码？没法动态改变？还有没有更优越的方式呢？

是的，用策略模式~！就是将上班的方式改为一个接口，并且以组合的方式放在程序员的内部，然后让各种上班方式去实现这个上班的接口，程序员上班时，动态传入上班的工具，调用接口中的上班方法就可以了。程序员类不需要知道通过什么方式上班，上班的人自己确定通过哪种方式上班就行了：

 

  //上班接口

public interface GoToWork {
    void goToWork(String name);
}

 //坐地铁上班

public class SubwayToWork implements GoToWork {
//  坐地铁上班
    public void goToWork(String name) {
        System.out.println(name + "坐地铁上班");
    }
}

 

 

//坐公交上班
public class BusToWork implements GoToWork {
    public void goToWork(String name) {
        System.out.println(name + "坐公交上班");
    }
}

 //开车上班

public class DriveToWork implements GoToWork {
    public void goToWork(String name) {
        System.out.println(name + "开车上班");
    }
}

 //程序员类

public class Programmer {
    //姓名
    private String name;
    //将上班方法变成一个接口
    private GoToWork goToWork;
    //  构造方法
    public Programmer(GoToWork goToWork) {
        this.goToWork = goToWork;
    }
    //上班的方法
    public void goToWork(String name){
        goToWork.goToWork(name);
    }
    //getter & setter
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    public GoToWork getGoToWork() {
        return goToWork;
    }
    public void setGoToWork(GoToWork goToWork) {
        this.goToWork = goToWork;
    }
}

 //测试程序员上班

public class ProgrammerTest {
    public static void main(String[] args) {
        //坐地铁上班方式上班
        SubwayToWork subway = new SubwayToWork();
        Programmer p = new Programmer(subway);
        p.goToWork("小明");
//      坐公交上班方式上班
        BusToWork bus = new BusToWork();
        p.setGoToWork(bus);
        p.goToWork("小红");
//      有一天小明买车了
        DriveToWork drive = new DriveToWork();
        p.setGoToWork(drive);
        p.goToWork("小明");
    }
}

 如果哪天增加了一个骑自行车上班的人，那么，只需要去继承GoToWork接口，实现goToWork方法，就行了，不需要改动程序员类，程序员类也不用知道有没有骑自行车上班这个方法。充分解耦了程序员类与上班方式之间的关系。

这里引出了几个设计原则：

1. 解耦：我个人认为就是将变化的部分分离出来，想想，如果我们把这几种上班方式都放在一个类里会怎么样：

 

2. 针对接口编程：我们只需要针对上班方式这个接口编程，不需要去修改程序员类。

再举第二个例子：商场收银系统，收银除了计算商品单价、数量和总价外，有时候要做活动，比如：打八折、打五折，满500送减200等等。我们就拿单个商品来说：（因为真正的商场收费系统还比较复杂，因为要计算每一种商品的价格，数量，折扣，而且还要计算总价的折扣方式，商品和商场都有各自的折扣方式）

 

//结账类
public class CheckOut {
    private Commodity commodity; //商品
    private String discount; //折扣方式
    //构造方法
    public CheckOut(Commodity commodity,String discount) {
        this.commodity = commodity;
        this.discount = discount;
    }
    //结账方法
    public double checkOut(){
        if(this.discount.equals("打八折")){
            return this.commodity.total() * 0.8;
        }else if(this.discount.equals("打五折")){
            return this.commodity.total() * 0.5;
        }else if(this.discount.equals("满500减200")){
            int i = (int)this.commodity.total()/500;
            return (this.commodity.total() - (i * 200));
        }else{
            return 0;
        }
    }
    //getter & setter
    public Commodity getCommodity() {
        return commodity;
    }
    public void setCommodity(Commodity commodity) {
        this.commodity = commodity;
    }
    public String getDiscount() {
        return discount;
    }
    public void setDiscount(String discount) {
        this.discount = discount;
    }
}

 

 

//商品类
public class Commodity {
    //价格
    private double price;
    //数量
    private double quantity;
    //总价
    public double total(){
        return this.price * this.quantity;
    }
    //getter & setter
    public double getPrice() {
        return price;
    }
    public void setPrice(double price) {
        this.price = price;
    }
    public double getQuantity() {
        return quantity;
    }
    public void setQuantity(double quantity) {
        this.quantity = quantity;
    }
}

 

 

//测试结账
public class CheckOutTest {
    public static void main(String[] args) {
//        商品类
        Commodity c = new Commodity();
        c.setPrice(500);
        c.setQuantity(3);
//        根据购买的商品进行结账
        CheckOut checkOut = new CheckOut(c, "满500减200");
        System.out.println("您需要付："+ checkOut.checkOut());
    }
}

 

 

看到这段代码，然后想想之前的代码，根据设计的原则，也该将结账类中的checkOut结账打折方法独立出来，这是变化的部分，结账也该和打折分开。我们收款时，只需要传入相关的策略，就能得到对应的结果。

我们先看看类图 

 

 

//结账类
public class CheckOut {
    //收银接口
    private MakeCollection makeCollection;
    //Commodity
    private Commodity commodity;
    //构造方法
    public CheckOut(MakeCollection makeCollection,Commodity commodity) {
        this.makeCollection = makeCollection;
        this.commodity = commodity;
    }
    //结账方法
    public double makeCollection(){
        return makeCollection.makecollection(commodity);
    }
    //getter  & setter
    public Commodity getCommodity() {
        return commodity;
    }
    public void setCommodity(Commodity commodity) {
        this.commodity = commodity;
    }
    public MakeCollection getMakeCollection() {
        return makeCollection;
    }
    public void setMakeCollection(MakeCollection makeCollection) {
        this.makeCollection = makeCollection;
    }

 

 

//打折策略接口
public interface MakeCollection {
    //根据打折类型收款
    double makecollection(Commodity commodity);
}

 

 

//默认不打折
public class Default implements MakeCollection {
    public double makecollection(Commodity commodity) {
        return commodity.total();
    }
}

 

 

//八折策略
public class Discount8 implements MakeCollection {
    public double makecollection(Commodity commodity) {
        return commodity.total() * 0.8;
    }
}

 

 

 

//打五折策略
public class Half implements MakeCollection {
    //打五折
    public double makecollection(Commodity commodity) {
        return commodity.total() * 0.5;
    }
}

 //满500减200策略

public class Full500by200 implements MakeCollection {
    public double makecollection(Commodity commodity) {
        int i = (int)commodity.total() / 500;
        return (commodity.total() - (200 * i));
    }
}

 

 

 

//商品类
public class Commodity {
    //价格
    private double price;
    //数量
    private double quantity;
    //总价
    public double total(){
        return this.price * this.quantity;
    }
    /**
     * 构造方法
     * @param price    价格
     * @param quantity 数量
     */
    public Commodity(double price, double quantity) {
        this.price = price;
        this.quantity = quantity;
    }

    //getter & setter
    public double getPrice() {
        return price;
    }
    public void setPrice(double price) {
        this.price = price;
    }
    public double getQuantity() {
        return quantity;
    }
    public void setQuantity(double quantity) {
        this.quantity = quantity;
    }
}

 //收款测试类

public class CheckOutTest {
    public static void main(String[] args) {
//        商品类
        Commodity c = new Commodity(500,3);
//      选择默认策略
        CheckOut checkOut = new CheckOut(new Default(),c);
        System.out.println("默认时，您需要付："+ checkOut.makeCollection());
//      选择满500减200策略
        checkOut.setMakeCollection(new Full500by200());
        System.out.println("满500减200时，您需要付："+ checkOut.makeCollection());
        //选择打八折策略
        checkOut.setMakeCollection(new Discount8());
        System.out.println("打八折时，您需要付："+ checkOut.makeCollection());
//      选择打对折策略
        checkOut.setMakeCollection(new Half());
        System.out.println("打对折时，您需要付："+ checkOut.makeCollection());
    }
}

 //运行结果

默认时，您需要付：1500.0
满500减200时，您需要付：900.0
打八折时，您需要付：1200.0
打对折时，您需要付：750.0

 

 

     策略模式将变化的方法（算法）通过一个接口进行抽象，然后在使用者中定义了这个接口，并在某个方法（算法）中调用了这个接口的方法（算法），处理或者返回结果。完成了算法在使用者内部解耦的作用。而使用者要更换方法（算法）的时候，可以通过setter方法进行灵活的更换。

策略模式就像我们游戏中的技能，就拿Dota来说，一个角色一般拥有四个技能，当我们技能能够使用的时候（级别满了，当然，CD时间也要有），我们可以灵活的使用技能，技能之间能互换，只是你在按某个技能键的时候，系统自动帮你调用了对应的招式而已。如果你是矮人狙击手，那么，当你发送散弹的时候，就是在调用你具体的技能在地图的某个区域对附近的人进行减血。技能的使用就类似角色使用策略模式来完成操作的。

 

以上是我个人对策略模式的理解以及总结，拿出来只是为了共同勉励。如果有错误的地方欢迎指正。

 

参考资料：

Head first 设计模式 （美）弗里曼（Freeman，E.）

大话设计模式  程杰