详解Java策略模式

一、策略模式到底是什么？

策略模式属于对象的行为模式。其用意是针对一组算法，将每一个算法封装到具有共同接口的独立的类中，从而使得它们可以相互替换。策略模式使得算法可以在不影响到客户端的情况下发生变化。

简单的说，策略模式代表了一类算法的通用解决方案，你可以在运行时选择使用哪种解决方案。

策略模式的重心

策略模式的重心不是如何实现算法, 而是如何组织、调用这些算法， 从而使得程序结构更加灵活，具有更好的维护性和扩展性。

算法的平等性

策略模式一个很大的特点就是各个策略算法的平等性。对于一系列具体的策略算法，地位都是一样的，因此可以实现算法之间可以互相替换。所有的策略算法在实现上也是相互独立的，相互之间是没有依赖的。所以可以这样描述这一系列策略算法：策略算法是相同行为的不同实现。

运行时策略的唯一性

运行期间，策略模式在每一个时刻只能使用一个具体的策略实现对象，虽然可以动态地在不同的策略实现中切换，但是同时只能使用一个。

公有的行为

经常见到的是，所有的具体策略都有一些公有的行为。这时候，就应该把这些公有的行为放到共同的抽象策略角色

Strategy类里面。这时不能使用接口，应该使用抽象类来实现。

二、策略模式的结构

策略模式包含三部分内容:(如下图所示)

• a.一个或多个使用策略对象的客户.(环境角色)
• b.一个代表某个算法的接口, 它是策略模式的接口. (抽象策略角色)
• c.一个或多个该接口的具体实现, 它们代表了算法的多种实现.(具体策略角色)

三、策略模式的应用

• a.容错恢复机制, 程序运行的时候, 如果发生某种错误, 系统并不会直接挂掉或者说影响系统的其他功能点.
• 而是系统可以容忍这样的错误, 并且事先提供好了这种容错恢复机制, 来使得程序正常的运行下去.
• 例如: 一个系统要对所有的操作进行日志记录, 且需要把日志记录落库, 方便后续的使用, 但是在把日志记录落库的时候,
• 可能会发生错误, 如数据库出现问题, 那就先可以记录在文件里面, 等到数据库问题修复, 再把文件中的日志记录同步到数据库中去
• 对于这样的功能设计, 可以采用策略设计模式, 根据需要在运行期间进行动态的切换.
• b.假设现在要设计一个会员机制的购物系统, 对本系统的所有SVIP提供打八折的购物优惠,
• 对本系统的所有VIP提供打九折的购物优惠, 对非会员购物不打折. 那么对于这样的系统功能设计, 也可以采用策略模式来设计.
• c.使用不同的条件(物品的重量或者颜色等)来筛选库存中的物品, 可以将这一模式应用到更广泛的领域,
• 比如使用不同的标准来验证输入的有效性, 使用不同的方式来分析或者格式化输入.

四、策略模式Demo

假设现在需要根据业务的需求，对调用接口传进来的参数，选择合适的策略进行处理，这里假设有策略一和策略二。

Client：

/**
 * @author lyh
 * @version v-1.0.0
 * @since 2021/6/2
 */
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        //根据需要客户自行选择策略
        //加入Java开发交流君样：756584822一起吹水聊天
        //选择策略1
        StrategyObj strategyOne = new StrategyObj(new StrategyOne());
        System.out.println(strategyOne.strategy("one"));
        //选择策略2
        StrategyObj strategyTwo = new StrategyObj(new StrategyTwo());
        System.out.println(strategyTwo.strategy("two"));
    }
}

输出：
执行策略1!
执行策略2!

Process finished with exit code 0

策略接口：

/**
 * @desc:策略接口
 */
public interface Strategy {
    String execute(String s);
}

/**
 * @desc:策略接口封装
 */
public class StrategyObj {

    private final Strategy strategy;

    public StrategyObj(Strategy v) {
        this.strategy = v;
    }

    public String strategy(String s) {
        return strategy.execute(s);
    }//加入Java开发交流君样：756584822一起吹水聊天

}

策略实现：

/**
 * @desc:策略一
 */
public class StrategyOne implements Strategy {
    @Override
    public String execute(String s) {
        return "执行策略1!";
    }
}

/**
 * @desc:策略二
 */
public class StrategyTwo implements Strategy {
    @Override
    public String execute(String s) {
        return "执行策略2!";
    }
}

五、使用Lambda表达式

通过上面的demo应该可以意识到Strategy是一个函数式接口；除此之外，它还与Predicate<String>具有同样的函数描述。这意味着我们不需要声明新的类来实现不同的策略，通过直接传递Lambda表达式就能达到同样的目的且更简洁。

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        StrategyObj strategyOne = new StrategyObj((String s) -> {return "执行策略1";});
        System.out.println(strategyOne.strategy("one"));
         //加入Java开发交流君样：756584822一起吹水聊天
        StrategyObj strategyTwo = new StrategyObj((String s) -> {return "执行策略2";});
        System.out.println(strategyTwo.strategy("two"));
    }
}

Lambda表达式避免了采用策略设计模板时僵化的模板代码。仔细看上面的代码会发现,Lambda表达式实际已经对策略进行了封装, 这就是创建策略设计模式的初衷.

六、策略模式的优缺点

优点

• a.使用策略模式可以避免使用多重条件if…else if…else语句, 多重条件不易维护且代码可读性差.
• b.策略模式提供了管理相关的算法族的办法. 策略类的等级结构定义了一个算法或者行为族. 恰当使用继承可以把公共的代码移到父类里面, 从而避免代码重复

缺点

• a.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. 这就意味着客户端必须理解这些算法的区别, 以便适时选择恰当的算法类. 换言之, 策略模式只适用于客户端知道算法或行为的情况.
• b.由于策略模式把每个具体的策略实现都单独封装成类, 如果备选的策略很多的话, 那么对象的数目就会很多.

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