Java設(shè)計(jì)模式之策略模式示例詳解
在講策略模式之前，我們先看一個(gè)日常生活中的小例子：
現(xiàn)實(shí)生活中我們到商場(chǎng)買東西的時(shí)候，賣場(chǎng)往往根據(jù)不同的客戶制定不同的報(bào)價(jià)策略，比如針對(duì)新客戶不打折扣，針對(duì)老客戶打9折，針對(duì)VIP客戶打8折...
現(xiàn)在我們要做一個(gè)報(bào)價(jià)管理的模塊，簡(jiǎn)要點(diǎn)就是要針對(duì)不同的客戶，提供不同的折扣報(bào)價(jià)。
如果是有你來(lái)做，你會(huì)怎么做？
我們很有可能寫出下面的代碼：
package strategy.examp02;
import java.math.BigDecimal;
public class QuoteManager {
public BigDecimal quote(BigDecimal originalPrice,String customType){
if ("新客戶".equals(customType)) {
System.out.println("抱歉！新客戶沒有折扣！");
return originalPrice;
}else if ("老客戶".equals(customType)) {
System.out.println("恭喜你！老客戶打9折！");
originalPrice = originalPrice.multiply(new BigDecimal(0.9)).setScale(2,BigDecimal.ROUND_HALF_UP);
return originalPrice;
}else if("VIP客戶".equals(customType)){
System.out.println("恭喜你！VIP客戶打8折！");
originalPrice = originalPrice.multiply(new BigDecimal(0.8)).setScale(2,BigDecimal.ROUND_HALF_UP);
return originalPrice;
}
//其他人員都是原價(jià)
return originalPrice;
}
}
經(jīng)過(guò)測(cè)試，上面的代碼工作的很好，可是上面的代碼是有問(wèn)題的。上面存在的問(wèn)題：把不同客戶的報(bào)價(jià)的算法都放在了同一個(gè)方法里面，使得該方法很是龐大(現(xiàn)在是只是一個(gè)演示，所以看起來(lái)還不是很臃腫)。
下面看一下上面的改進(jìn)，我們把不同客戶的報(bào)價(jià)的算法都單獨(dú)作為一個(gè)方法
package strategy.examp02;
import java.math.BigDecimal;
public class QuoteManagerImprove {
public BigDecimal quote(BigDecimal originalPrice, String customType){
if ("新客戶".equals(customType)) {
return this.quoteNewCustomer(originalPrice);
}else if ("老客戶".equals(customType)) {
return this.quoteOldCustomer(originalPrice);
}else if("VIP客戶".equals(customType)){
return this.quoteVIPCustomer(originalPrice);
}
//其他人員都是原價(jià)
return originalPrice;
}
/**
* 對(duì)VIP客戶的報(bào)價(jià)算法
* @param originalPrice 原價(jià)
* @return 折后價(jià)
*/
private BigDecimal quoteVIPCustomer(BigDecimal originalPrice) {
System.out.println("恭喜！VIP客戶打8折");
originalPrice = originalPrice.multiply(new BigDecimal(0.8)).setScale(2,BigDecimal.ROUND_HALF_UP);
return originalPrice;
}
/**
* 對(duì)老客戶的報(bào)價(jià)算法
* @param originalPrice 原價(jià)
* @return 折后價(jià)
*/
private BigDecimal quoteOldCustomer(BigDecimal originalPrice) {
System.out.println("恭喜！老客戶打9折");
originalPrice = originalPrice.multiply(new BigDecimal(0.9)).setScale(2,BigDecimal.ROUND_HALF_UP);
return originalPrice;
}
/**
* 對(duì)新客戶的報(bào)價(jià)算法
* @param originalPrice 原價(jià)
* @return 折后價(jià)
*/
private BigDecimal quoteNewCustomer(BigDecimal originalPrice) {
System.out.println("抱歉！新客戶沒有折扣！");
return originalPrice;
}
}
上面的代碼比剛開始的時(shí)候要好一點(diǎn)，它把每個(gè)具體的算法都單獨(dú)抽出來(lái)作為一個(gè)方法，當(dāng)某一個(gè)具體的算法有了變動(dòng)的時(shí)候，只需要修改響應(yīng)的報(bào)價(jià)算法就可以了。
但是改進(jìn)后的代碼還是有問(wèn)題的，那有什么問(wèn)題呢？
1.當(dāng)我們新增一個(gè)客戶類型的時(shí)候，首先要添加一個(gè)該種客戶類型的報(bào)價(jià)算法方法，然后再quote方法中再加一個(gè)else if的分支，是不是感覺很是麻煩呢？而且這也違反了設(shè)計(jì)原則之一的開閉原則（open-closed-principle）.
開閉原則：
對(duì)于擴(kuò)展是開放的（Open for extension）。這意味著模塊的行為是可以擴(kuò)展的。當(dāng)應(yīng)用的需求改變時(shí)，我們可以對(duì)模塊進(jìn)行擴(kuò)展，使其具有滿足那些改變的新行為。也就是說(shuō)，我們可以改變模塊的功能。
對(duì)于修改是關(guān)閉的（Closed for modification）。對(duì)模塊行為進(jìn)行擴(kuò)展時(shí)，不必改動(dòng)模塊的源代碼或者二進(jìn)制代碼。
2.我們經(jīng)常會(huì)面臨這樣的情況，不同的時(shí)期使用不同的報(bào)價(jià)規(guī)則，比如在各個(gè)節(jié)假日舉行的各種促銷活動(dòng)時(shí)、商場(chǎng)店慶時(shí)往往都有普遍的折扣，但是促銷時(shí)間一旦過(guò)去，報(bào)價(jià)就要回到正常價(jià)格上來(lái)。按照上面的代碼我們就得修改if else里面的代碼很是麻煩
那有沒有什么辦法使得我們的報(bào)價(jià)管理即可擴(kuò)展、可維護(hù)，又可以方便的響應(yīng)變化呢？當(dāng)然有解決方案啦，就是我們下面要講的策略模式。
定義
策略模式定義了一系列的算法，并將每一個(gè)算法封裝起來(lái)，使每個(gè)算法可以相互替代，使算法本身和使用算法的客戶端分割開來(lái)，相互獨(dú)立。
結(jié)構(gòu)
1.策略接口角色I(xiàn)Strategy:用來(lái)約束一系列具體的策略算法，策略上下文角色ConcreteStrategy使用此策略接口來(lái)調(diào)用具體的策略所實(shí)現(xiàn)的算法。
2.具體策略實(shí)現(xiàn)角色ConcreteStrategy:具體的策略實(shí)現(xiàn)，即具體的算法實(shí)現(xiàn)。
3.策略上下文角色StrategyContext:策略上下文，負(fù)責(zé)和具體的策略實(shí)現(xiàn)交互，通常策略上下文對(duì)象會(huì)持有一個(gè)真正的策略實(shí)現(xiàn)對(duì)象，策略上下文還可以讓具體的策略實(shí)現(xiàn)從其中獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，回調(diào)策略上下文對(duì)象的方法。
UML類圖
UML序列圖
策略模式代碼的一般通用實(shí)現(xiàn)：
策略接口
package strategy.examp01;
//策略接口
public interface IStrategy {
//定義的抽象算法方法 來(lái)約束具體的算法實(shí)現(xiàn)方法
public void algorithmMethod();
}
具體的策略實(shí)現(xiàn)：
package strategy.examp01;
// 具體的策略實(shí)現(xiàn)
public class ConcreteStrategy implements IStrategy {
//具體的算法實(shí)現(xiàn)
@Override
public void algorithmMethod() {
System.out.println("this is ConcreteStrategy method...");
}
}package strategy.examp01;
// 具體的策略實(shí)現(xiàn)2
public class ConcreteStrategy2 implements IStrategy {
//具體的算法實(shí)現(xiàn)
@Override
public void algorithmMethod() {
System.out.println("this is ConcreteStrategy2 method...");
}
}
策略上下文：
package strategy.examp01;
/**
* 策略上下文
*/
public class StrategyContext {
//持有一個(gè)策略實(shí)現(xiàn)的引用
private IStrategy strategy;
//使用構(gòu)造器注入具體的策略類
public StrategyContext(IStrategy strategy) {
this.strategy = strategy;
}
public void contextMethod(){
//調(diào)用策略實(shí)現(xiàn)的方法
strategy.algorithmMethod();
}
}
外部客戶端：
package strategy.examp01;
//外部客戶端
public class Client {
public static void main(String[] args) {
//1.創(chuàng)建具體測(cè)策略實(shí)現(xiàn)
IStrategy strategy = new ConcreteStrategy2();
//2.在創(chuàng)建策略上下文的同時(shí)，將具體的策略實(shí)現(xiàn)對(duì)象注入到策略上下文當(dāng)中
StrategyContext ctx = new StrategyContext(strategy);
//3.調(diào)用上下文對(duì)象的方法來(lái)完成對(duì)具體策略實(shí)現(xiàn)的回調(diào)
ctx.contextMethod();
}
}
針對(duì)我們一開始講的報(bào)價(jià)管理的例子：我們可以應(yīng)用策略模式對(duì)其進(jìn)行改造，不同類型的客戶有不同的折扣，我們可以將不同類型的客戶的報(bào)價(jià)規(guī)則都封裝為一個(gè)獨(dú)立的算法，然后抽象出這些報(bào)價(jià)算法的公共接口
公共報(bào)價(jià)策略接口：
package strategy.examp02;
import java.math.BigDecimal;
//報(bào)價(jià)策略接口
public interface IQuoteStrategy {
//獲取折后價(jià)的價(jià)格
BigDecimal getPrice(BigDecimal originalPrice);
}
新客戶報(bào)價(jià)策略實(shí)現(xiàn)：
package strategy.examp02;
import java.math.BigDecimal;
//新客戶的報(bào)價(jià)策略實(shí)現(xiàn)類
public class NewCustomerQuoteStrategy implements IQuoteStrategy {
@Override
public BigDecimal getPrice(BigDecimal originalPrice) {
System.out.println("抱歉！新客戶沒有折扣！");
return originalPrice;
}
}
老客戶報(bào)價(jià)策略實(shí)現(xiàn)：
package strategy.examp02;
import java.math.BigDecimal;
//老客戶的報(bào)價(jià)策略實(shí)現(xiàn)
public class OldCustomerQuoteStrategy implements IQuoteStrategy {
@Override
public BigDecimal getPrice(BigDecimal originalPrice) {
System.out.println("恭喜！老客戶享有9折優(yōu)惠！");
originalPrice = originalPrice.multiply(new BigDecimal(0.9)).setScale(2,BigDecimal.ROUND_HALF_UP);
return originalPrice;
}
}
VIP客戶報(bào)價(jià)策略實(shí)現(xiàn)：
package strategy.examp02;
import java.math.BigDecimal;
//VIP客戶的報(bào)價(jià)策略實(shí)現(xiàn)
public class VIPCustomerQuoteStrategy implements IQuoteStrategy {
@Override
public BigDecimal getPrice(BigDecimal originalPrice) {
System.out.println("恭喜！VIP客戶享有8折優(yōu)惠！");
originalPrice = originalPrice.multiply(new BigDecimal(0.8)).setScale(2,BigDecimal.ROUND_HALF_UP);
return originalPrice;
}
}
報(bào)價(jià)上下文：
package strategy.examp02;
import java.math.BigDecimal;
//報(bào)價(jià)上下文角色
public class QuoteContext {
//持有一個(gè)具體的報(bào)價(jià)策略
private IQuoteStrategy quoteStrategy;
//注入報(bào)價(jià)策略
public QuoteContext(IQuoteStrategy quoteStrategy){
this.quoteStrategy = quoteStrategy;
}
//回調(diào)具體報(bào)價(jià)策略的方法
public BigDecimal getPrice(BigDecimal originalPrice){
return quoteStrategy.getPrice(originalPrice);
}
}
外部客戶端：
package strategy.examp02;
import java.math.BigDecimal;
//外部客戶端
public class Client {
public static void main(String[] args) {
//1.創(chuàng)建老客戶的報(bào)價(jià)策略
IQuoteStrategy oldQuoteStrategy = new OldCustomerQuoteStrategy();
//2.創(chuàng)建報(bào)價(jià)上下文對(duì)象，并設(shè)置具體的報(bào)價(jià)策略
QuoteContext quoteContext = new QuoteContext(oldQuoteStrategy);
//3.調(diào)用報(bào)價(jià)上下文的方法
BigDecimal price = quoteContext.getPrice(new BigDecimal(100));
System.out.println("折扣價(jià)為：" +price);
}
}
控制臺(tái)輸出：
恭喜！老客戶享有9折優(yōu)惠！
折扣價(jià)為：90.00
這個(gè)時(shí)候，商場(chǎng)營(yíng)銷部新推出了一個(gè)客戶類型--MVP用戶（Most Valuable Person），可以享受折扣7折優(yōu)惠，那該怎么辦呢？
這個(gè)很容易，只要新增一個(gè)報(bào)價(jià)策略的實(shí)現(xiàn)，然后外部客戶端調(diào)用的時(shí)候，創(chuàng)建這個(gè)新增的報(bào)價(jià)策略實(shí)現(xiàn)，并設(shè)置到策略上下文就可以了，對(duì)原來(lái)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的代碼沒有任何的改動(dòng)。
MVP用戶的報(bào)價(jià)策略實(shí)現(xiàn)：
package strategy.examp02;
import java.math.BigDecimal;
//MVP客戶的報(bào)價(jià)策略實(shí)現(xiàn)
public class MVPCustomerQuoteStrategy implements IQuoteStrategy {
@Override
public BigDecimal getPrice(BigDecimal originalPrice) {
System.out.println("哇偶！MVP客戶享受7折優(yōu)惠?。。?);
originalPrice = originalPrice.multiply(new BigDecimal(0.7)).setScale(2,BigDecimal.ROUND_HALF_UP);
return originalPrice;
}
}
外部客戶端：
package strategy.examp02;
import java.math.BigDecimal;
//外部客戶端
public class Client {
public static void main(String[] args) {
//創(chuàng)建MVP客戶的報(bào)價(jià)策略
IQuoteStrategy mvpQuoteStrategy = new MVPCustomerQuoteStrategy();
//創(chuàng)建報(bào)價(jià)上下文對(duì)象，并設(shè)置具體的報(bào)價(jià)策略
QuoteContext quoteContext = new QuoteContext(mvpQuoteStrategy);
//調(diào)用報(bào)價(jià)上下文的方法
BigDecimal price = quoteContext.getPrice(new BigDecimal(100));
System.out.println("折扣價(jià)為：" +price);
}
}
控制臺(tái)輸出：
哇偶！MVP客戶享受7折優(yōu)惠?。?！
折扣價(jià)為：70.00
深入理解策略模式
策略模式的作用：就是把具體的算法實(shí)現(xiàn)從業(yè)務(wù)邏輯中剝離出來(lái)，成為一系列獨(dú)立算法類，使得它們可以相互替換。
策略模式的著重點(diǎn)：不是如何來(lái)實(shí)現(xiàn)算法，而是如何組織和調(diào)用這些算法，從而讓我們的程序結(jié)構(gòu)更加的靈活、可擴(kuò)展。
我們前面的第一個(gè)報(bào)價(jià)管理的示例，發(fā)現(xiàn)每個(gè)策略算法實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的都是在QuoteManager 中quote方法中的if else語(yǔ)句里面，我們知道if else if語(yǔ)句里面的代碼在執(zhí)行的可能性方面可以說(shuō)是平等的，你要么執(zhí)行if,要么執(zhí)行else,要么執(zhí)行else if。
策略模式就是把各個(gè)平等的具體實(shí)現(xiàn)進(jìn)行抽象、封裝成為獨(dú)立的算法類，然后通過(guò)上下文和具體的算法類來(lái)進(jìn)行交互。各個(gè)策略算法都是平等的，地位是一樣的，正是由于各個(gè)算法的平等性，所以它們才是可以相互替換的。雖然我們可以動(dòng)態(tài)的切換各個(gè)策略，但是同一時(shí)刻只能使用一個(gè)策略。
在這個(gè)點(diǎn)上，我們舉個(gè)歷史上有名的故事作為示例：
三國(guó)劉備取西川時(shí)，謀士龐統(tǒng)給的上、中、下三個(gè)計(jì)策：
上策：挑選精兵，晝夜兼行直接偷襲成都，可以一舉而定，此為上計(jì)計(jì)也。
中策：楊懷、高沛是蜀中名將，手下有精銳部隊(duì)，而且據(jù)守關(guān)頭，我們可以裝作要回荊州，引他們輕騎來(lái)見，可就此將其擒殺，而后進(jìn)兵成都，此為中計(jì)。
下策：退還白帝，連引荊州，慢慢進(jìn)圖益州，此為下計(jì)。
這三個(gè)計(jì)策都是取西川的計(jì)策，也就是攻取西川這個(gè)問(wèn)題的具體的策略算法，劉備可以采用上策，可以采用中策，當(dāng)然也可以采用下策，由此可見策略模式的各種具體的策略算法都是平等的，可以相互替換。
那誰(shuí)來(lái)選擇具體采用哪種計(jì)策（算法）？
在這個(gè)故事中當(dāng)然是劉備選擇了，也就是外部的客戶端選擇使用某個(gè)具體的算法，然后把該算法（計(jì)策）設(shè)置到上下文當(dāng)中；
還有一種情況就是客戶端不選擇具體的算法，把這個(gè)事交給上下文，這相當(dāng)于劉備說(shuō)我不管有哪些攻取西川的計(jì)策，我只要結(jié)果（成功的拿下西川），具體怎么攻占（有哪些計(jì)策，怎么選擇）由參謀部來(lái)決定（上下文）。
下面我們演示下這種情景：
//攻取西川的策略
public interface IOccupationStrategyWestOfSiChuan {
public void occupationWestOfSiChuan(String msg);
}
//攻取西川的上上計(jì)策
public class UpperStrategy implements IOccupationStrategyWestOfSiChuan {
@Override
public void occupationWestOfSiChuan(String msg) {
if (msg == null || msg.length() < 5) {
//故意設(shè)置障礙，導(dǎo)致上上計(jì)策失敗
System.out.println("由于計(jì)劃泄露，上上計(jì)策失??！");
int i = 100/0;
}
System.out.println("挑選精兵，晝夜兼行直接偷襲成都，可以一舉而定,此為上計(jì)計(jì)也!");
}
}
//攻取西川的中計(jì)策
public class MiddleStrategy implements IOccupationStrategyWestOfSiChuan {
@Override
public void occupationWestOfSiChuan(String msg) {
System.out.println("楊懷、高沛是蜀中名將，手下有精銳部隊(duì)，而且據(jù)守關(guān)頭，我們可以裝作要回荊州，引他們輕騎來(lái)見，可就此將其擒殺，而后進(jìn)兵成都，此為中計(jì)。");
}
}
//攻取西川的下計(jì)策
public class LowerStrategy implements IOccupationStrategyWestOfSiChuan {
@Override
public void occupationWestOfSiChuan(String msg) {
System.out.println("退還白帝，連引荊州，慢慢進(jìn)圖益州，此為下計(jì)。");
}
}
//攻取西川參謀部，就是上下文啦，由上下文來(lái)選擇具體的策略
public class OccupationContext {
public void occupationWestOfSichuan(String msg){
//先用上上計(jì)策
IOccupationStrategyWestOfSiChuan strategy = new UpperStrategy();
try {
strategy.occupationWestOfSiChuan(msg);
} catch (Exception e) {
//上上計(jì)策有問(wèn)題行不通之后，用中計(jì)策
strategy = new MiddleStrategy();
strategy.occupationWestOfSiChuan(msg);
}
}
}
//此時(shí)外部客戶端相當(dāng)于劉備了,不管具體采用什么計(jì)策，只要結(jié)果（成功的攻下西川）
public class Client {
public static void main(String[] args) {
OccupationContext context = new OccupationContext();
//這個(gè)給手下的人激勵(lì)不夠啊
context.occupationWestOfSichuan("拿下西川");
System.out.println("=========================");
//這個(gè)人人有賞，讓士兵有動(dòng)力啊
context.occupationWestOfSichuan("拿下西川之后，人人有賞！");
}
}
控制臺(tái)輸出：
由于計(jì)劃泄露，上上計(jì)策失??！
楊懷、高沛是蜀中名將，手下有精銳部隊(duì)，而且據(jù)守關(guān)頭，我們可以裝作要回荊州，引他們輕騎來(lái)見，可就此將其擒殺，而后進(jìn)兵成都，此為中計(jì)。
=========================
挑選精兵，晝夜兼行直接偷襲成都，可以一舉而定,此為上計(jì)計(jì)也!
我們上面的策略接口采用的是接口的形式來(lái)定義的，其實(shí)這個(gè)策略接口，是廣義上的接口，不是語(yǔ)言層面的interface,也可以是一個(gè)抽象類，如果多個(gè)算法具有公有的數(shù)據(jù)，則可以將策略接口設(shè)計(jì)為一個(gè)抽象類，把公共的東西放到抽象類里面去。
策略和上下文的關(guān)系
在策略模式中，一般情況下都是上下文持有策略的引用，以進(jìn)行對(duì)具體策略的調(diào)用。但具體的策略對(duì)象也可以從上下文中獲取所需數(shù)據(jù)，可以將上下文當(dāng)做參數(shù)傳入到具體策略中，具體策略通過(guò)回調(diào)上下文中的方法來(lái)獲取其所需要的數(shù)據(jù)。
下面我們演示這種情況：
在跨國(guó)公司中，一般都會(huì)在各個(gè)國(guó)家和地區(qū)設(shè)置分支機(jī)構(gòu)，聘用當(dāng)?shù)厝藶閱T工，這樣就有這樣一個(gè)需要：每月發(fā)工資的時(shí)候，中國(guó)國(guó)籍的員工要發(fā)人民幣，美國(guó)國(guó)籍的員工要發(fā)美元，英國(guó)國(guó)籍的要發(fā)英鎊。
//支付策略接口
public interface PayStrategy {
//在支付策略接口的支付方法中含有支付上下文作為參數(shù)，以便在具體的支付策略中回調(diào)上下文中的方法獲取數(shù)據(jù)
public void pay(PayContext ctx);
}
//人民幣支付策略
public class RMBPay implements PayStrategy {
@Override
public void pay(PayContext ctx) {
System.out.println("現(xiàn)在給："+ctx.getUsername()+" 人民幣支付 "+ctx.getMoney()+"元！");
}
}
//美金支付策略
public class DollarPay implements PayStrategy {
@Override
public void pay(PayContext ctx) {
System.out.println("現(xiàn)在給："+ctx.getUsername()+" 美金支付 "+ctx.getMoney()+"dollar !");
}
}
//支付上下文,含有多個(gè)算法的公有數(shù)據(jù)
public class PayContext {
//員工姓名
private String username;
//員工的工資
private double money;
//支付策略
private PayStrategy payStrategy;
public void pay(){
//調(diào)用具體的支付策略來(lái)進(jìn)行支付
payStrategy.pay(this);
}
public PayContext(String username, double money, PayStrategy payStrategy) {
this.username = username;
this.money = money;
this.payStrategy = payStrategy;
}
public String getUsername() {
return username;
}
public double getMoney() {
return money;
}
}
//外部客戶端
public class Client {
public static void main(String[] args) {
//創(chuàng)建具體的支付策略
PayStrategy rmbStrategy = new RMBPay();
PayStrategy dollarStrategy = new DollarPay();
//準(zhǔn)備小王的支付上下文
PayContext ctx = new PayContext("小王",30000,rmbStrategy);
//向小王支付工資
ctx.pay();
//準(zhǔn)備Jack的支付上下文
ctx = new PayContext("jack",10000,dollarStrategy);
//向Jack支付工資
ctx.pay();
}
}
控制臺(tái)輸出：
現(xiàn)在給：小王 人民幣支付 30000.0元！
現(xiàn)在給：jack 美金支付 10000.0dollar !
那現(xiàn)在我們要新增一個(gè)銀行賬戶的支付策略，該怎么辦呢？
顯然我們應(yīng)該新增一個(gè)支付找銀行賬戶的策略實(shí)現(xiàn)，由于需要從上下文中獲取數(shù)據(jù)，為了不修改已有的上下文，我們可以通過(guò)繼承已有的上下文來(lái)擴(kuò)展一個(gè)新的帶有銀行賬戶的上下文，然后再客戶端中使用新的策略實(shí)現(xiàn)和帶有銀行賬戶的上下文，這樣之前已有的實(shí)現(xiàn)完全不需要改動(dòng)，遵守了開閉原則。
//銀行賬戶支付
public class AccountPay implements PayStrategy {
@Override
public void pay(PayContext ctx) {
PayContextWithAccount ctxAccount = (PayContextWithAccount) ctx;
System.out.println("現(xiàn)在給："+ctxAccount.getUsername()+"的賬戶："+ctxAccount.getAccount()+" 支付工資："+ctxAccount.getMoney()+" 元！");
}
}
//帶銀行賬戶的支付上下文
public class PayContextWithAccount extends PayContext {
//銀行賬戶
private String account;
public PayContextWithAccount(String username, double money, PayStrategy payStrategy,String account) {
super(username, money, payStrategy);
this.account = account;
}
public String getAccount() {
return account;
}
}
//外部客戶端
public class Client {
public static void main(String[] args) {
//創(chuàng)建具體的支付策略
PayStrategy rmbStrategy = new RMBPay();
PayStrategy dollarStrategy = new DollarPay();
//準(zhǔn)備小王的支付上下文
PayContext ctx = new PayContext("小王",30000,rmbStrategy);
//向小王支付工資
ctx.pay();
//準(zhǔn)備Jack的支付上下文
ctx = new PayContext("jack",10000,dollarStrategy);
//向Jack支付工資
ctx.pay();
//創(chuàng)建支付到銀行賬戶的支付策略
PayStrategy accountStrategy = new AccountPay();
//準(zhǔn)備帶有銀行賬戶的上下文
ctx = new PayContextWithAccount("小張",40000,accountStrategy,"1234567890");
//向小張的賬戶支付
ctx.pay();
}
}
控制臺(tái)輸出：
現(xiàn)在給：小王 人民幣支付 30000.0元！
現(xiàn)在給：jack 美金支付 10000.0dollar !
現(xiàn)在給：小張的賬戶：1234567890 支付工資：40000.0 元！
除了上面的方法，還有其他的實(shí)現(xiàn)方式嗎？
當(dāng)然有了，上面的實(shí)現(xiàn)方式是策略實(shí)現(xiàn)所需要的數(shù)據(jù)都是從上下文中獲取，因此擴(kuò)展了上下文；現(xiàn)在我們可以不擴(kuò)展上下文，直接從策略實(shí)現(xiàn)內(nèi)部來(lái)獲取數(shù)據(jù)，看下面的實(shí)現(xiàn)：
//支付到銀行賬戶的策略
public class AccountPay2 implements PayStrategy {
//銀行賬戶
private String account;
public AccountPay2(String account) {
this.account = account;
}
@Override
public void pay(PayContext ctx) {
System.out.println("現(xiàn)在給："+ctx.getUsername()+"的賬戶："+getAccount()+" 支付工資："+ctx.getMoney()+" 元！");
}
public String getAccount() {
return account;
}
public void setAccount(String account) {
this.account = account;
}
}
//外部客戶端
public class Client {
public static void main(String[] args) {
//創(chuàng)建具體的支付策略
PayStrategy rmbStrategy = new RMBPay();
PayStrategy dollarStrategy = new DollarPay();
//準(zhǔn)備小王的支付上下文
PayContext ctx = new PayContext("小王",30000,rmbStrategy);
//向小王支付工資
ctx.pay();
//準(zhǔn)備Jack的支付上下文
ctx = new PayContext("jack",10000,dollarStrategy);
//向Jack支付工資
ctx.pay();
//創(chuàng)建支付到銀行賬戶的支付策略
PayStrategy accountStrategy = new AccountPay2("1234567890");
//準(zhǔn)備上下文
ctx = new PayContext("小張",40000,accountStrategy);
//向小張的賬戶支付
ctx.pay();
}
}
控制臺(tái)輸出：
現(xiàn)在給：小王 人民幣支付 30000.0元！
現(xiàn)在給：jack 美金支付 10000.0dollar !
現(xiàn)在給：小張的賬戶：1234567890 支付工資：40000.0 元！
那我們來(lái)比較一下上面兩種實(shí)現(xiàn)方式：
擴(kuò)展上下文的實(shí)現(xiàn)：
- 優(yōu)點(diǎn)：具體的策略實(shí)現(xiàn)風(fēng)格很是統(tǒng)一，策略實(shí)現(xiàn)所需要的數(shù)據(jù)都是從上下文中獲取的，在上下文中添加的數(shù)據(jù)，可以視為公共的數(shù)據(jù)，其他的策略實(shí)現(xiàn)也可以使用。
- 缺點(diǎn)：很明顯如果某些數(shù)據(jù)只是特定的策略實(shí)現(xiàn)需要，大部分的策略實(shí)現(xiàn)不需要，那這些數(shù)據(jù)有“浪費(fèi)”之嫌，另外如果每次添加算法數(shù)據(jù)都擴(kuò)展上下文，很容易導(dǎo)致上下文的層級(jí)很是復(fù)雜。
在具體的策略實(shí)現(xiàn)上添加所需要的數(shù)據(jù)的實(shí)現(xiàn)：
- 優(yōu)點(diǎn)：容易想到，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單
- 缺點(diǎn)：與其他的策略實(shí)現(xiàn)風(fēng)格不一致，其他的策略實(shí)現(xiàn)所需數(shù)據(jù)都是來(lái)自上下文，而這個(gè)策略實(shí)現(xiàn)一部分?jǐn)?shù)據(jù)來(lái)自于自身，一部分?jǐn)?shù)據(jù)來(lái)自于上下文；外部在使用這個(gè)策略實(shí)現(xiàn)的時(shí)候也和其他的策略實(shí)現(xiàn)不一致了，難以以一個(gè)統(tǒng)一的方式動(dòng)態(tài)的切換策略實(shí)現(xiàn)。
策略模式在JDK中的應(yīng)用
在多線程編程中，我們經(jīng)常使用線程池來(lái)管理線程，以減緩線程頻繁的創(chuàng)建和銷毀帶來(lái)的資源的浪費(fèi)，在創(chuàng)建線程池的時(shí)候，經(jīng)常使用一個(gè)工廠類來(lái)創(chuàng)建線程池Executors,實(shí)際上Executors的內(nèi)部使用的是類ThreadPoolExecutor.它有一個(gè)最終的構(gòu)造函數(shù)如下：
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
int maximumPoolSize,
long keepAliveTime,
TimeUnit unit,
BlockingQueue<Runnable> workQueue,
ThreadFactory threadFactory,
RejectedExecutionHandler handler) {
if (corePoolSize < 0 ||
maximumPoolSize <= 0 ||
maximumPoolSize < corePoolSize ||
keepAliveTime < 0)
throw new IllegalArgumentException();
if (workQueue == null || threadFactory == null || handler == null)
throw new NullPointerException();
this.corePoolSize = corePoolSize;
this.maximumPoolSize = maximumPoolSize;
this.workQueue = workQueue;
this.keepAliveTime = unit.toNanos(keepAliveTime);
this.threadFactory = threadFactory;
this.handler = handler;
}
- corePoolSize：線程池中的核心線程數(shù)量，即使這些線程沒有任務(wù)干，也不會(huì)將其銷毀。
- maximumPoolSize：線程池中的最多能夠創(chuàng)建的線程數(shù)量。
- keepAliveTime：當(dāng)線程池中的線程數(shù)量大于corePoolSize時(shí)，多余的線程等待新任務(wù)的最長(zhǎng)時(shí)間。
- unit：keepAliveTime的時(shí)間單位。
- workQueue：在線程池中的線程還沒有還得及執(zhí)行任務(wù)之前，保存任務(wù)的隊(duì)列（當(dāng)線程池中的線程都有任務(wù)在執(zhí)行的時(shí)候，仍然有任務(wù)不斷的提交過(guò)來(lái)，這些任務(wù)保存在workQueue隊(duì)列中）。
- threadFactory：創(chuàng)建線程池中線程的工廠。
- handler：當(dāng)線程池中沒有多余的線程來(lái)執(zhí)行任務(wù)，并且保存任務(wù)的多列也滿了（指的是有界隊(duì)列），對(duì)仍在提交給線程池的任務(wù)的處理策略。
RejectedExecutionHandler 是一個(gè)策略接口，用在當(dāng)線程池中沒有多余的線程來(lái)執(zhí)行任務(wù)，并且保存任務(wù)的多列也滿了（指的是有界隊(duì)列），對(duì)仍在提交給線程池的任務(wù)的處理策略。
線程池的具體介紹和實(shí)戰(zhàn)，可以關(guān)注下公眾號(hào)Java技術(shù)棧，在后臺(tái)回復(fù)：多線程，都是干貨。
public interface RejectedExecutionHandler {
/**
*當(dāng)ThreadPoolExecutor的execut方法調(diào)用時(shí)，并且ThreadPoolExecutor不能接受一個(gè)任務(wù)Task時(shí)，該方法就有可能被調(diào)用。
* 不能接受一個(gè)任務(wù)Task的原因：有可能是沒有多余的線程來(lái)處理，有可能是workqueue隊(duì)列中沒有多余的位置來(lái)存放該任務(wù)，該方法有可能拋出一個(gè)未受檢的異常RejectedExecutionException
* @param r the runnable task requested to be executed
* @param executor the executor attempting to execute this task
* @throws RejectedExecutionException if there is no remedy
*/
void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor executor);
}
該策略接口有四個(gè)實(shí)現(xiàn)類
AbortPolicy:該策略是直接將提交的任務(wù)拋棄掉，并拋出RejectedExecutionException異常。
/**
* A handler for rejected tasks that throws a
* <tt>RejectedExecutionException</tt>.
*/
public static class AbortPolicy implements RejectedExecutionHandler {
/**
* Creates an <tt>AbortPolicy</tt>.
*/
public AbortPolicy() { }
/**
* Always throws RejectedExecutionException.
* @param r the runnable task requested to be executed
* @param e the executor attempting to execute this task
* @throws RejectedExecutionException always.
*/
public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) {
throw new RejectedExecutionException();
}
}
DiscardPolicy:該策略也是將任務(wù)拋棄掉（對(duì)于提交的任務(wù)不管不問(wèn)，什么也不做），不過(guò)并不拋出異常。
/**
* A handler for rejected tasks that silently discards the
* rejected task.
*/
public static class DiscardPolicy implements RejectedExecutionHandler {
/**
* Creates a <tt>DiscardPolicy</tt>.
*/
public DiscardPolicy() { }
/**
* Does nothing, which has the effect of discarding task r.
* @param r the runnable task requested to be executed
* @param e the executor attempting to execute this task
*/
public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) {
}
}
DiscardOldestPolicy:該策略是當(dāng)執(zhí)行器未關(guān)閉時(shí)，從任務(wù)隊(duì)列workQueue中取出第一個(gè)任務(wù)，并拋棄這第一個(gè)任務(wù)，進(jìn)而有空間存儲(chǔ)剛剛提交的任務(wù)。使用該策略要特別小心，因?yàn)樗鼤?huì)直接拋棄之前的任務(wù)。
/**
* A handler for rejected tasks that discards the oldest unhandled
* request and then retries <tt>execute</tt>, unless the executor
* is shut down, in which case the task is discarded.
*/
public static class DiscardOldestPolicy implements RejectedExecutionHandler {
/**
* Creates a <tt>DiscardOldestPolicy</tt> for the given executor.
*/
public DiscardOldestPolicy() { }
/**
* Obtains and ignores the next task that the executor
* would otherwise execute, if one is immediately available,
* and then retries execution of task r, unless the executor
* is shut down, in which case task r is instead discarded.
* @param r the runnable task requested to be executed
* @param e the executor attempting to execute this task
*/
public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) {
if (!e.isShutdown()) {
e.getQueue().poll();
e.execute(r);
}
}
}
CallerRunsPolicy:該策略并沒有拋棄任何的任務(wù)，由于線程池中已經(jīng)沒有了多余的線程來(lái)分配該任務(wù)，該策略是在當(dāng)前線程（調(diào)用者線程）中直接執(zhí)行該任務(wù)。
/**
* A handler for rejected tasks that runs the rejected task
* directly in the calling thread of the {@code execute} method,
* unless the executor has been shut down, in which case the task
* is discarded.
*/
public static class CallerRunsPolicy implements RejectedExecutionHandler {
/**
* Creates a {@code CallerRunsPolicy}.
*/
public CallerRunsPolicy() { }
/**
* Executes task r in the caller's thread, unless the executor
* has been shut down, in which case the task is discarded.
*
* @param r the runnable task requested to be executed
* @param e the executor attempting to execute this task
*/
public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) {
if (!e.isShutdown()) {
r.run();
}
}
}
類ThreadPoolExecutor中持有一個(gè)RejectedExecutionHandler接口的引用，以便在構(gòu)造函數(shù)中可以由外部客戶端自己制定具體的策略并注入。下面看一下其類圖：
策略模式的優(yōu)點(diǎn)
策略模式的功能就是通過(guò)抽象、封裝來(lái)定義一系列的算法，使得這些算法可以相互替換，所以為這些算法定義一個(gè)公共的接口，以約束這些算法的功能實(shí)現(xiàn)。如果這些算法具有公共的功能，可以將接口變?yōu)槌橄箢?，將公共功能放到抽象父類里面?/p>
策略模式的一系列算法是可以相互替換的、是平等的，寫在一起就是if-else組織結(jié)構(gòu)，如果算法實(shí)現(xiàn)里又有條件語(yǔ)句，就構(gòu)成了多重條件語(yǔ)句，可以用策略模式，避免這樣的多重條件語(yǔ)句。
擴(kuò)展性更好：在策略模式中擴(kuò)展策略實(shí)現(xiàn)非常的容易，只要新增一個(gè)策略實(shí)現(xiàn)類，然后在使用策略實(shí)現(xiàn)的地方，使用這個(gè)新的策略實(shí)現(xiàn)就好了。
策略模式的缺點(diǎn)
1.客戶端必須了解所有的策略，清楚它們的不同：
如果由客戶端來(lái)決定使用何種算法，那客戶端必須知道所有的策略，清楚各個(gè)策略的功能和不同，這樣才能做出正確的選擇，但是這暴露了策略的具體實(shí)現(xiàn)。
2.增加了對(duì)象的數(shù)量：
由于策略模式將每個(gè)具體的算法都單獨(dú)封裝為一個(gè)策略類，如果可選的策略有很多的話，那對(duì)象的數(shù)量也會(huì)很多。
3.只適合偏平的算法結(jié)構(gòu)：
由于策略模式的各個(gè)策略實(shí)現(xiàn)是平等的關(guān)系（可相互替換），實(shí)際上就構(gòu)成了一個(gè)扁平的算法結(jié)構(gòu)。即一個(gè)策略接口下面有多個(gè)平等的策略實(shí)現(xiàn)（多個(gè)策略實(shí)現(xiàn)是兄弟關(guān)系），并且運(yùn)行時(shí)只能有一個(gè)算法被使用。這就限制了算法的使用層級(jí)，且不能被嵌套。
策略模式的本質(zhì)
分離算法，選擇實(shí)現(xiàn)。
如果你仔細(xì)思考策略模式的結(jié)構(gòu)和功能的話，就會(huì)發(fā)現(xiàn)：如果沒有上下文，策略模式就回到了最基本的接口和實(shí)現(xiàn)了，只要是面向接口編程，就能夠享受到面向接口編程帶來(lái)的好處，通過(guò)一個(gè)統(tǒng)一的策略接口來(lái)封裝和分離各個(gè)具體的策略實(shí)現(xiàn)，無(wú)需關(guān)系具體的策略實(shí)現(xiàn)。
貌似沒有上下文什么事，但是如果沒有上下文的話，客戶端就必須直接和具體的策略實(shí)現(xiàn)進(jìn)行交互了，尤其是需要提供一些公共功能或者是存儲(chǔ)一些狀態(tài)的時(shí)候，會(huì)大大增加客戶端使用的難度；引入上下文之后，這部分工作可以由上下文來(lái)完成，客戶端只需要和上下文進(jìn)行交互就可以了。這樣可以讓策略模式更具有整體性，客戶端也更加的簡(jiǎn)單。
策略模式體現(xiàn)了開閉原則：策略模式把一系列的可變算法進(jìn)行封裝，從而定義了良好的程序結(jié)構(gòu)，在出現(xiàn)新的算法的時(shí)候，可以很容易的將新的算法實(shí)現(xiàn)加入到已有的系統(tǒng)中，而已有的實(shí)現(xiàn)不需要修改。
策略模式體現(xiàn)了里氏替換原則：策略模式是一個(gè)扁平的結(jié)構(gòu)，各個(gè)策略實(shí)現(xiàn)都是兄弟關(guān)系，實(shí)現(xiàn)了同一個(gè)接口或者繼承了同一個(gè)抽象類。這樣只要使用策略的客戶端保持面向抽象編程，就可以動(dòng)態(tài)的切換不同的策略實(shí)現(xiàn)以進(jìn)行替換。
以上就是Java設(shè)計(jì)模式之策略模式示例詳解的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于Java策略模式的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！
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