PHP設(shè)計(jì)模式之 策略模式Strategy詳解【對(duì)象行為型】
本文實(shí)例講述了PHP設(shè)計(jì)模式之 策略模式Strategy。分享給大家供大家參考,具體如下:
1.概述
在軟件開(kāi)發(fā)中也常常遇到類(lèi)似的情況,實(shí)現(xiàn)某一個(gè)功能有多種算法或者策略,我們可以根據(jù)環(huán)境或者條件的不同選擇不同的算法或者策略來(lái)完成該功能。如查找、排序等,一種常用的方法是硬編碼(Hard Coding)在一個(gè)類(lèi)中,如需要提供多種查找算法,可以將這些算法寫(xiě)到一個(gè)類(lèi)中,在該類(lèi)中提供多個(gè)方法,每一個(gè)方法對(duì)應(yīng)一個(gè)具體的查找算法;當(dāng)然也可以將這些查找算法封裝在一個(gè)統(tǒng)一的方法中,通過(guò)if…else…或者case等條件判斷語(yǔ)句來(lái)進(jìn)行選擇。這兩種實(shí)現(xiàn)方法我們都可以稱(chēng)之為硬編碼,如果需要增加一種新的查找算法,需要修改封裝算法類(lèi)的源代碼;更換查找算法,也需要修改客戶(hù)端調(diào)用代碼。在這個(gè)算法類(lèi)中封裝了大量查找算法,該類(lèi)代碼將較復(fù)雜,維護(hù)較為困難。如果我們將這些策略包含在客戶(hù)端,這種做法更不可取,將導(dǎo)致客戶(hù)端程序龐大而且難以維護(hù),如果存在大量可供選擇的算法時(shí)問(wèn)題將變得更加嚴(yán)重。
例子1:一個(gè)菜單功能能夠根據(jù)用戶(hù)的“皮膚”首選項(xiàng)來(lái)決定是否采用水平的還是垂直的排列形式。同事可以靈活增加菜單那的顯示樣式。
例子2:出行旅游:我們可以有幾個(gè)策略可以考慮:可以騎自行車(chē),汽車(chē),做火車(chē),飛機(jī)。每個(gè)策略都可以得到相同的結(jié)果,但是它們使用了不同的資源。選擇策略的依據(jù)是費(fèi)用,時(shí)間,使用工具還有每種方式的方便程度 。
2.問(wèn)題
如何讓算法和對(duì)象分開(kāi)來(lái),使得算法可以獨(dú)立于使用它的客戶(hù)而變化?
3.解決方案
策略模式:定義一系列的算法,把每一個(gè)算法封裝起來(lái), 并且使它們可相互替換。本模式使得算法可獨(dú)立于使用它的客戶(hù)而變化。也稱(chēng)為政策模式(Policy)。(Definea family of algorithms,encapsulate each one, andmake them interchangeable. Strategy lets the algorithmvary independently from clients that use it. )
策略模式把對(duì)象本身和運(yùn)算規(guī)則區(qū)分開(kāi)來(lái),其功能非常強(qiáng)大,因?yàn)檫@個(gè)設(shè)計(jì)模式本身的核心思想就是面向?qū)ο缶幊痰亩嘈涡缘乃枷搿?/p>
4.適用性
當(dāng)存在以下情況時(shí)使用Strategy模式
1)• 許多相關(guān)的類(lèi)僅僅是行為有異。 “策略”提供了一種用多個(gè)行為中的一個(gè)行為來(lái)配置一個(gè)類(lèi)的方法。即一個(gè)系統(tǒng)需要?jiǎng)討B(tài)地在幾種算法中選擇一種。
2)• 需要使用一個(gè)算法的不同變體。例如,你可能會(huì)定義一些反映不同的空間 /時(shí)間權(quán)衡的算法。當(dāng)這些變體實(shí)現(xiàn)為一個(gè)算法的類(lèi)層次時(shí) ,可以使用策略模式。
3)• 算法使用客戶(hù)不應(yīng)該知道的數(shù)據(jù)??墒褂貌呗阅J揭员苊獗┞稄?fù)雜的、與算法相關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
4)• 一個(gè)類(lèi)定義了多種行為 , 并且這些行為在這個(gè)類(lèi)的操作中以多個(gè)條件語(yǔ)句的形式出現(xiàn)。將相關(guān)的條件分支移入它們各自的Strategy類(lèi)中以代替這些條件語(yǔ)句。
5.結(jié)構(gòu)
6.模式的組成
環(huán)境類(lèi)(Context):用一個(gè)ConcreteStrategy對(duì)象來(lái)配置。維護(hù)一個(gè)對(duì)Strategy對(duì)象的引用??啥x一個(gè)接口來(lái)讓Strategy訪問(wèn)它的數(shù)據(jù)。
抽象策略類(lèi)(Strategy):定義所有支持的算法的公共接口。 Context使用這個(gè)接口來(lái)調(diào)用某ConcreteStrategy定義的算法。
具體策略類(lèi)(ConcreteStrategy):以Strategy接口實(shí)現(xiàn)某具體算法。
7.效果
Strategy模式有下面的一些優(yōu)點(diǎn):
1) 相關(guān)算法系列 Strategy類(lèi)層次為Context定義了一系列的可供重用的算法或行為。 繼承有助于析取出這些算法中的公共功能。
2) 提供了可以替換繼承關(guān)系的辦法: 繼承提供了另一種支持多種算法或行為的方法。你可以直接生成一個(gè)Context類(lèi)的子類(lèi),從而給它以不同的行為。但這會(huì)將行為硬行編制到 Context中,而將算法的實(shí)現(xiàn)與Context的實(shí)現(xiàn)混合起來(lái),從而使Context難以理解、難以維護(hù)和難以擴(kuò)展,而且還不能動(dòng)態(tài)地改變算法。最后你得到一堆相關(guān)的類(lèi) , 它們之間的唯一差別是它們所使用的算法或行為。 將算法封裝在獨(dú)立的Strategy類(lèi)中使得你可以獨(dú)立于其Context改變它,使它易于切換、易于理解、易于擴(kuò)展。
3) 消除了一些if else條件語(yǔ)句 :Strategy模式提供了用條件語(yǔ)句選擇所需的行為以外的另一種選擇。當(dāng)不同的行為堆砌在一個(gè)類(lèi)中時(shí) ,很難避免使用條件語(yǔ)句來(lái)選擇合適的行為。將行為封裝在一個(gè)個(gè)獨(dú)立的Strategy類(lèi)中消除了這些條件語(yǔ)句。含有許多條件語(yǔ)句的代碼通常意味著需要使用Strategy模式。
4) 實(shí)現(xiàn)的選擇 Strategy模式可以提供相同行為的不同實(shí)現(xiàn)??蛻?hù)可以根據(jù)不同時(shí)間 /空間權(quán)衡取舍要求從不同策略中進(jìn)行選擇。
Strategy模式缺點(diǎn):
1)客戶(hù)端必須知道所有的策略類(lèi),并自行決定使用哪一個(gè)策略類(lèi): 本模式有一個(gè)潛在的缺點(diǎn),就是一個(gè)客戶(hù)要選擇一個(gè)合適的Strategy就必須知道這些Strategy到底有何不同。此時(shí)可能不得不向客戶(hù)暴露具體的實(shí)現(xiàn)問(wèn)題。因此僅當(dāng)這些不同行為變體與客戶(hù)相關(guān)的行為時(shí) , 才需要使用Strategy模式。
2 ) Strategy和Context之間的通信開(kāi)銷(xiāo) :無(wú)論各個(gè)ConcreteStrategy實(shí)現(xiàn)的算法是簡(jiǎn)單還是復(fù)雜, 它們都共享Strategy定義的接口。因此很可能某些 ConcreteStrategy不會(huì)都用到所有通過(guò)這個(gè)接口傳遞給它們的信息;簡(jiǎn)單的 ConcreteStrategy可能不使用其中的任何信息!這就意味著有時(shí)Context會(huì)創(chuàng)建和初始化一些永遠(yuǎn)不會(huì)用到的參數(shù)。如果存在這樣問(wèn)題 , 那么將需要在Strategy和Context之間更進(jìn)行緊密的耦合。
3 )策略模式將造成產(chǎn)生很多策略類(lèi):可以通過(guò)使用享元模式在一定程度上減少對(duì)象的數(shù)量。 增加了對(duì)象的數(shù)目 Strategy增加了一個(gè)應(yīng)用中的對(duì)象的數(shù)目。有時(shí)你可以將 Strategy實(shí)現(xiàn)為可供各Context共享的無(wú)狀態(tài)的對(duì)象來(lái)減少這一開(kāi)銷(xiāo)。任何其余的狀態(tài)都由 Context維護(hù)。Context在每一次對(duì)Strategy對(duì)象的請(qǐng)求中都將這個(gè)狀態(tài)傳遞過(guò)去。共享的 Strategy不應(yīng)在各次調(diào)用之間維護(hù)狀態(tài)。
8.實(shí)現(xiàn)
1)出行旅游:
uml:
代碼實(shí)現(xiàn):
<?php /** * 策略模式 * 定義一系列的算法,把每一個(gè)算法封裝起來(lái), 并且使它們可相互替換。本模式使得算法可獨(dú)立于使用它的客戶(hù)而變化 * */ /** * 出行旅游 * * */ interface TravelStrategy{ public function travelAlgorithm(); } /** * 具體策略類(lèi)(ConcreteStrategy)1:乘坐飛機(jī) */ class AirPlanelStrategy implements TravelStrategy { public function travelAlgorithm(){ echo "travel by AirPlain", "<BR>\r\n"; } } /** * 具體策略類(lèi)(ConcreteStrategy)2:乘坐火車(chē) */ class TrainStrategy implements TravelStrategy { public function travelAlgorithm(){ echo "travel by Train", "<BR>\r\n"; } } /** * 具體策略類(lèi)(ConcreteStrategy)3:騎自行車(chē) */ class BicycleStrategy implements TravelStrategy { public function travelAlgorithm(){ echo "travel by Bicycle", "<BR>\r\n"; } } /** * * 環(huán)境類(lèi)(Context):用一個(gè)ConcreteStrategy對(duì)象來(lái)配置。維護(hù)一個(gè)對(duì)Strategy對(duì)象的引用??啥x一個(gè)接口來(lái)讓Strategy訪問(wèn)它的數(shù)據(jù)。 * 算法解決類(lèi),以提供客戶(hù)選擇使用何種解決方案: */ class PersonContext{ private $_strategy = null; public function __construct(TravelStrategy $travel){ $this->_strategy = $travel; } /** * 旅行 */ public function setTravelStrategy(TravelStrategy $travel){ $this->_strategy = $travel; } /** * 旅行 */ public function travel(){ return $this->_strategy ->travelAlgorithm(); } } // 乘坐火車(chē)旅行 $person = new PersonContext(new TrainStrategy()); $person->travel(); // 改騎自行車(chē) $person->setTravelStrategy(new BicycleStrategy()); $person->travel(); ?>
2)排序策略:某系統(tǒng)提供了一個(gè)用于對(duì)數(shù)組數(shù)據(jù)進(jìn)行操作的類(lèi),該類(lèi)封裝了對(duì)數(shù)組的常見(jiàn)操作,
如查找數(shù)組元素、對(duì)數(shù)組元素進(jìn)行排序等?,F(xiàn)以排序操作為例,使用策略模式設(shè)計(jì)該數(shù)組操作類(lèi),
使得客戶(hù)端可以動(dòng)態(tài)地更換排序算法,可以根據(jù)需要選擇冒泡排序或選擇排序或插入排序,
也能夠靈活地增加新的排序算法。
9.與其他相關(guān)模式
1)狀態(tài)模式
策略模式和其它許多設(shè)計(jì)模式比較起來(lái)是非常類(lèi)似的。策略模式和狀態(tài)模式最大的區(qū)別就是策略模式只是的條件選擇只執(zhí)行一次,而狀態(tài)模式是隨著實(shí)例參數(shù)(對(duì)象實(shí)例的狀態(tài))的改變不停地更改執(zhí)行模式。換句話說(shuō),策略模式只是在
對(duì)象初始化的時(shí)候更改執(zhí)行模式,而狀態(tài)模式是根據(jù)對(duì)象實(shí)例的周期時(shí)間而動(dòng)態(tài)地改變對(duì)象實(shí)例的執(zhí)行模式。
•可以通過(guò)環(huán)境類(lèi)狀態(tài)的個(gè)數(shù)來(lái)決定是使用策略模式還是狀態(tài)模式。
•策略模式的環(huán)境類(lèi)自己選擇一個(gè)具體策略類(lèi),具體策略類(lèi)無(wú)須關(guān)心環(huán)境類(lèi);而狀態(tài)模式的環(huán)境類(lèi)由于外在因素需要放進(jìn)一個(gè)具體狀態(tài)中,以便通過(guò)其方法實(shí)現(xiàn)狀態(tài)的切換,因此環(huán)境類(lèi)和狀態(tài)類(lèi)之間存在一種雙向的關(guān)聯(lián)關(guān)系。
•使用策略模式時(shí),客戶(hù)端需要知道所選的具體策略是哪一個(gè),而使用狀態(tài)模式時(shí),客戶(hù)端無(wú)須關(guān)心具體狀態(tài),環(huán)境類(lèi)的狀態(tài)會(huì)根據(jù)用戶(hù)的操作自動(dòng)轉(zhuǎn)換。
•如果系統(tǒng)中某個(gè)類(lèi)的對(duì)象存在多種狀態(tài),不同狀態(tài)下行為有差異,而且這些狀態(tài)之間可以發(fā)生轉(zhuǎn)換時(shí)使用狀態(tài)模式;
如果系統(tǒng)中某個(gè)類(lèi)的某一行為存在多種實(shí)現(xiàn)方式,而且這些實(shí)現(xiàn)方式可以互換時(shí)使用策略模式。
2)簡(jiǎn)單工廠的區(qū)別:
工廠模式是創(chuàng)建型模式 ,它關(guān)注對(duì)象創(chuàng)建,提供創(chuàng)建對(duì)象的接口. 讓對(duì)象的創(chuàng)建與具體的使用客戶(hù)無(wú)關(guān)。
策略模式是對(duì)象行為型模式 ,它關(guān)注行為和算法的封裝 。它定義一系列的算法,把每一個(gè)算法封裝起來(lái), 并且使它們可相互替換。使得算法可獨(dú)立于使用它的客戶(hù)而變化
用我們上面提到旅行的例子:
我們?nèi)ヂ眯?。策略模式的做法:有幾種方案供你選擇旅行,選擇火車(chē)好呢還是騎自行車(chē),完全有客戶(hù)自行決定去構(gòu)建旅行方案(比如你自己需要去買(mǎi)火車(chē)票,或者機(jī)票)。而工廠模式是你決定哪種旅行方案后,不用關(guān)注這旅行方案怎么給你創(chuàng)建,也就是說(shuō)你告訴我方案的名稱(chēng)就可以了,然后由工廠代替你去構(gòu)建具體方案(工廠代替你去買(mǎi)火車(chē)票)。
上面的例子里面client代碼:
$person = new PersonContext(new TrainStrategy()); $person->travel();
我們看到客戶(hù)需要自己去創(chuàng)建具體旅行(new TrainStrategy())實(shí)例。傳遞的是具體實(shí)例。
而工廠模式你只要告訴哪種旅行就可以了,不是傳遞一個(gè)具體實(shí)例,而是一個(gè)標(biāo)識(shí)(旅行方案標(biāo)識(shí))。
10.總結(jié)與分析
1)策略模式是一個(gè)比較容易理解和使用的設(shè)計(jì)模式,策略模式是對(duì)算法的封裝,它把算法的責(zé)任和算法本身分割開(kāi),委派給不同的對(duì)象管理。策略模式通常把一個(gè)系列的算法封裝到一系列的策略類(lèi)里面,作為一個(gè)抽象策略類(lèi)的子類(lèi)。用一句話來(lái)說(shuō),就是“準(zhǔn)備一組算法,并將每一個(gè)算法封裝起來(lái),使得它們可以互換”。
2)在策略模式中,應(yīng)當(dāng)由客戶(hù)端自己決定在什么情況下使用什么具體策略角色。2)
3)策略模式僅僅封裝算法,提供新算法插入到已有系統(tǒng)中,以及老算法從系統(tǒng)中“退休”的方便,策略模式并不決定在何時(shí)使用何種算法,算法的選擇由客戶(hù)端來(lái)決定。這在一定程度上提高了系統(tǒng)的靈活性,但是客戶(hù)端需要理解所有具體策略類(lèi)之間的區(qū)別,以便選擇合適的算法,這也是策略模式的缺點(diǎn)之一,在一定程度上增加了客戶(hù)端的使用難度。
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希望本文所述對(duì)大家PHP程序設(shè)計(jì)有所幫助。
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