對(duì)比Java設(shè)計(jì)模式編程中的狀態(tài)模式和策略模式
為了能在Java應(yīng)用程序中正確的使用狀態(tài)模式和策略模式,開發(fā)人員需要清楚地知道這兩種模式之間的區(qū)別。盡管狀態(tài)模式和策略模式的結(jié)構(gòu)非常相似,它們又同樣遵循開閉原則,都代表著SOLID設(shè)計(jì)原則的'O',但它們的意圖是完全不同的。Java中的策略模式是對(duì)一組相關(guān)的算法進(jìn)行封裝,給調(diào)用方提供了運(yùn)行時(shí)的靈活性。調(diào)用方可以在運(yùn)行時(shí)選擇不同的算法,而不用修改使用策略的那個(gè)Context類。使用策略模式的經(jīng)典例子包括實(shí)現(xiàn)加密算法,壓縮算法,以及排序算法。另一方面,狀態(tài)模式使用一個(gè)對(duì)象可以在不同的狀態(tài)下表現(xiàn)出不同的行為。真實(shí)世界里的對(duì)象也是有狀態(tài)的,并且它們會(huì)隨著狀態(tài)的不同而有不同的表現(xiàn),比方說自動(dòng)售貨機(jī),它只會(huì)在hasCoin狀態(tài)下才能出售物品,如果你不塞硬幣進(jìn)去它是不會(huì)售貨的?,F(xiàn)在你可以很清楚地看到策略模式和狀態(tài)模式的區(qū)別了,它們的目的是不一樣的。狀態(tài)模式可以幫助對(duì)象來管理它的狀態(tài),而策略模式使得客戶端可以選擇不同的行為。還有一個(gè)不太容易看到的區(qū)別是,誰去驅(qū)動(dòng)行為的改變。在策略模式中,是客戶端驅(qū)動(dòng)的,它給上下文信息提供了不同的策略,而在狀態(tài)模式中,狀態(tài)的遷移是由Context或者State對(duì)象自己來管理的。同樣的,如果你在State對(duì)象里面進(jìn)行狀態(tài)的修改,它必須持有Context的引用,也就是說對(duì)自動(dòng)售貨機(jī)而言,它可以調(diào)用setState方法來修改當(dāng)前Context的狀態(tài)。另一方面,策略對(duì)象不會(huì)持有Context的引用 ,它的客戶端將選中的策略傳遞給Context。策略模式和狀態(tài)模式是最容易碰見的關(guān)于Java設(shè)計(jì)模式的面試題,在這篇關(guān)于Java設(shè)計(jì)模式的文章里,我們將會(huì)對(duì)這點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)的介紹。我們會(huì)探索這兩種模式的相同點(diǎn)與不同點(diǎn),這有助于提高你對(duì)這兩種模式的理解。
狀態(tài)模式和策略模式的相似點(diǎn):
如果你看下策略模式和狀態(tài)模式的UML圖,它們看起來非常相似。在狀態(tài)模式中,使用State對(duì)象來改變行為的的對(duì)象叫Context對(duì)象,類似的在策略模式中,使用Strategy對(duì)象來改變行為的對(duì)象也是Context對(duì)象。記住,客戶端是和Context對(duì)象交互的。在狀態(tài)模式中,Context代理了狀態(tài)對(duì)象的方法調(diào)用,Context中的當(dāng)前對(duì)象就是具體的狀態(tài)對(duì)象,而在策略模式中,Context操作的也是策略對(duì)象,這個(gè)對(duì)象要么作為參數(shù)傳入進(jìn)來,要么是在創(chuàng)建Context對(duì)象的時(shí)候就已經(jīng)提供了。
我們?cè)賮砜匆幌逻@兩種核心的Java設(shè)計(jì)模式的一些相似點(diǎn):
狀態(tài)模式和策略模式都很容易新增新的狀態(tài)或者策略,而不會(huì)影響到使用它們的Context對(duì)象
兩種模式都遵循開閉的設(shè)計(jì)原則,也就是說你的設(shè)計(jì)對(duì)擴(kuò)展開放而對(duì)修改關(guān)閉。在這兩個(gè)模式里,Context對(duì)修改是封閉的,新增狀態(tài)或者策略,你不需要修改其它狀態(tài)的Context對(duì)象,或者只需要很小的改動(dòng)
正如狀態(tài)模式中Context對(duì)象會(huì)有一個(gè)初始狀態(tài)一樣,策略模式中的Context通常也有一個(gè)默認(rèn)的策略。
狀態(tài)模式以不同的狀態(tài)對(duì)象的方式來封裝不同的行為,而策略模式以不同的策略對(duì)象來封裝不同的行為。
這兩種模式都依賴具體的子類來實(shí)現(xiàn)具體的行為。每一個(gè)具體的策略都擴(kuò)展自一個(gè)抽象的策略類,每個(gè)狀態(tài)也都是用來表示狀態(tài)的接口或者抽象類的子類。
狀態(tài)模式實(shí)例
public class WindowState {
private String stateValue;
public WindowState(String stateValue) {
this.stateValue = stateValue;
}
public String getStateValue() {
return stateValue;
}
public void setStateValue(String stateValue) {
this.stateValue = stateValue;
}
public void handle() {
/*
* 根據(jù)不同狀態(tài)做不同操作, 再切換狀態(tài)
*/
if ("窗口".equals(stateValue)) {
switchWindow();
this.stateValue = "全屏";
} else if ("全屏".equals(stateValue)) {
switchFullscreen();
this.stateValue = "窗口";
}
}
private void switchWindow() {
System.out.println("切換為窗口狀態(tài)");
}
private void switchFullscreen() {
System.out.println("切換為全屏狀態(tài)");
}
}
/**
* 狀態(tài)的使用
*/
public class WindowContext {
private WindowState state;
public WindowContext(WindowState state) {
this.state = state;
}
public WindowState getState() {
return state;
}
public void setState(WindowState state) {
this.state = state;
}
public void switchState() {
this.state.handle();
}
}
/*
* 狀態(tài)(State)模式 行為型模式
* 既改變對(duì)象的狀態(tài),又改變對(duì)象的行為
* 根據(jù)狀態(tài),改變行為
*/
public class Test {
public static void main(String[] args) {
/*
* 本例的 狀態(tài)值只有兩個(gè),由狀態(tài)類自身控制
* 也可以把狀態(tài)值的控制,交由客戶端來設(shè)置
*/
WindowContext context = new WindowContext(new WindowState("窗口"));
context.switchState();
context.switchState();
context.switchState();
context.switchState();
}
}
打印
切換為窗口狀態(tài) 切換為全屏狀態(tài) 切換為窗口狀態(tài) 切換為全屏狀態(tài)
策略模式實(shí)例
/**
* 商品促銷
* 本類為:收取現(xiàn)金的類
*/
public interface ICashSuper {
double acceptCash(double money);
}
/**
* 正常收取現(xiàn)金
* @author stone
*
*/
public class CashNormal implements ICashSuper {
@Override
public double acceptCash(double money) {
return money;
}
}
/**
* 打折收取現(xiàn)金
* @author stone
*
*/
public class CashRebate implements ICashSuper {
private double rebate; //折扣
public CashRebate (double rebate) {
this.rebate = rebate;
}
@Override
public double acceptCash(double money) {
return new BigDecimal(money * rebate / 10).setScale(2, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).doubleValue();
}
}
/**
* 讓利返現(xiàn) 收取現(xiàn)金
* @author stone
*
*/
public class CashReturn implements ICashSuper {
private double moneyCondition; //返現(xiàn)底限金額
private double returnMoney; //返還金額
public CashReturn(double moneyCondition, double returnMoney) {
this.moneyCondition = moneyCondition;
this.returnMoney = returnMoney;
}
@Override
public double acceptCash(double money) {//多重返利
if (money >= moneyCondition) {
return money - Math.floor(money / moneyCondition) * returnMoney;
} else {
return money;
}
}
}
/**
* 根據(jù)傳遞的的策略類,執(zhí)行相應(yīng)的行為
*/
public class CashContext {
private ICashSuper casher;
public CashContext() {
}
public CashContext(ICashSuper casher) {
this.casher = casher;
}
public void setCasher(ICashSuper casher) {
this.casher = casher;
}
//根據(jù)具體的策略對(duì)象,調(diào)用它的算法行為
public double acceptCash(double money) {
return this.casher.acceptCash(money);
}
}
public class Test {
public static void main(String[] args) {
double money = 998; //原價(jià)
CashContext cashContext = new CashContext(new CashNormal());
System.out.println("原價(jià):" + cashContext.acceptCash(money)); //通常 策略
cashContext.setCasher(new CashRebate(8.5));
System.out.println("打85折:" + cashContext.acceptCash(money)); //折扣 策略 85折
cashContext.setCasher(new CashReturn(300, 50));
System.out.println("滿300 返50:" + cashContext.acceptCash(money)); //返現(xiàn) 策略 滿300 返50
}
}
打印
原價(jià):998.0 打85折:848.3 滿300 返50:848.0
策略模式和狀態(tài)模式的區(qū)別
我們已經(jīng)了解到這兩個(gè)模式在結(jié)構(gòu)上非常相似,但它們?nèi)杂胁煌牡胤健O旅鎭砜聪滤鼈冎g一些關(guān)鍵的不同點(diǎn)。
- 策略模式封裝了一系列的相關(guān)的算法,使用客戶端可以在運(yùn)行時(shí)通過組合和委托來使用不同的行為,而狀態(tài)模式使得對(duì)象可以在不同的狀態(tài)下展現(xiàn)出不同的行為。
- 這兩個(gè)模式的另一個(gè)不同之處在于狀態(tài)模式封裝的是對(duì)象的狀態(tài),而策略模式封裝的是一個(gè)算法或者策略。由于狀態(tài)是和對(duì)象耦合在一起的,它無法重用,而通過策略或者算法獨(dú)立于它的上下文,使得它們可以重復(fù)使用。
- 狀態(tài)模式中,狀態(tài)本身會(huì)包含Context的引用,從而實(shí)現(xiàn)狀態(tài)遷移 ,但策略模式則沒有Context的引用
- 具體的策略可以作為一個(gè)參數(shù)傳遞給使用它們的對(duì)象,比如說Collections.sort()接受一個(gè)Comparator,這是一個(gè)策略。另狀態(tài)本身 是 Context對(duì)象的一部分,隨著時(shí)間的遷移,Context對(duì)象會(huì)從一個(gè)狀態(tài)遷移遷移到另一個(gè)狀態(tài)下。
- 盡管兩種模式都遵循了開閉原則,策略模式還遵循了單一職責(zé)原則,因?yàn)槊總€(gè)策略都 封裝的是獨(dú)立 的算法,不同的策略獨(dú)立于其它策略。改變一個(gè)策略并不會(huì)影響到另一個(gè)策略的實(shí)現(xiàn)。
- 從理論上說,策略模式和狀態(tài)模式還有一個(gè)不同,前者定義的是一個(gè)對(duì)象“如何”去做一件事情,比如說如何對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行排序,而另一方面,狀態(tài)模式定義的是“什么”以及“何時(shí)“,比如說一個(gè)對(duì)象能做什么,某個(gè)時(shí)間點(diǎn)它處于哪個(gè)狀態(tài)。
- 狀態(tài)的遷移順序在狀態(tài)模式中是定義好的,而策略模式則沒有這樣的要求??蛻舳丝梢噪S便選擇使用哪個(gè)策略。
- 常見的策略模式的例子都是封裝算法,比如說排序算法,加密算法,或者壓縮算法。如果你發(fā)現(xiàn)代碼中需要使用到不同的算法,那么你可以考慮使用策略模式。而如果你需要管理狀態(tài)進(jìn)行狀態(tài)間的遷移,而不希望嵌套許多條件語句,那么狀態(tài)模式就是你的首選,因?yàn)樗浅:唵?
- 最后也是最重要的一個(gè)區(qū)別在于,策略模式是由客戶端進(jìn)行處理的,而狀態(tài)的改變Context或者State對(duì)象都可以進(jìn)行。
這就是關(guān)于Java中策略模式和狀態(tài)模式的所有區(qū)別。正如我所說的,它們?cè)赨ML圖中看起來非常類似,兩者都遵循了開閉原則,并且封裝了行為。策略模式是用來封裝算法或者策略的,它會(huì)在運(yùn)行時(shí)作為參數(shù)或者組合對(duì)象來提供給Context對(duì)象,而狀態(tài)模式則是用來管理狀態(tài)遷移 的。
- Java設(shè)計(jì)模式之狀態(tài)模式State Pattern詳解
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