C# 设计模式系列教程-策略模式

  在讲策略模式之前,我先给大家举个日常生活中的例子,从首都国际机场到XXX酒店,怎么过去?1)酒店接机服务,直接开车来接。2)打车过去。3)机场快轨+地铁 4)机场巴士 5)公交车 6)走路过去(不跑累死的话) 等等。使用方法,我们都可以达到从机场到XXX酒店的目的,对吧。那么我所列出的从机场到XXX酒店的的方法,就是我们可以选择的策略。

  再举个例子,就是我们使用WCF时,往往避免不了对它进行扩展,例如授权,我们可以通过自定义授权来扩展WCF。这里我们可以通过自定义AuthorizationPolicy和ServiceAuthorizationManager来实现对它的扩展,这是策略模式的一个真实应用。

1. 概述

  它定义了算法家族,分别封装起来,让它们之间可以互相替换,此模式让算法的变化不会影响到使用算法的客户端。

2. 模式中的角色

  2.1 策略类(Stratege):定义所有支持的算法的公共接口。

  2.2 具体策略类(Concrete Stratege):封装了具体的算法或行为,继承于Stratege类。

  2.3 上下文类(Context):用一个ConcreteStratege来配置,维护一个对Stratege对象的引用。

  对比开篇例子分析一下这个模式中的角色:

  在从机场到XXX酒店的这个例子中,策略类中必然要包括GoToHotel这个方法。而具体策略类应该实现或继承策略类,它的实现就不用说了。上下文类,这个类很重要,也很有意思,因为它需要去选择使用哪个策略,例如这个上下我是我,我要从机场到XXX酒店,1)我根本不差钱,酒店也提供接机服务,那我必然选择酒店接机呀;2)如果酒店不提供接机我就选择打的。3)如果我囊中羞涩,就可以选择公共交通。4)如果我现在钱都花完了,连吃饭的钱都没有了,那么我只能选择走路过去了,没准半道上还得讨饭呢!

3. 模式解读

  3.1 策略模式的一般化类图

  3.2 策略模式的代码实现

 /// <summary>
 /// 策略类,定义了所有支持的算法的公共接口
 /// </summary>
 public abstract class Stratege
 {
  /// <summary>
  /// 策略类中支持的算法,当然还可以有更多,这里只定义了一个。
  /// </summary>
  public abstract void Algorithm();
 }

 /// <summary>
 /// 具体策略 A,实现了一种具体算法
 /// </summary>
 public class ConcreteStrategeA : Stratege
 {

  /// <summary>
  /// 具体算法
  /// </summary>
  public override void Algorithm()
  {
   // 策略A中实现的算法
  }
 }
 /// <summary>
 /// 具体策略 B,实现了一种具体算法
 /// </summary>
 public class ConcreteStrategeB : Stratege
 {

  /// <summary>
  /// 具体算法
  /// </summary>
  public override void Algorithm()
  {
   // 策略B中实现的算法
  }
 }

 /// <summary>
 /// Context 上下文,维护一个对Stratege对象的引用
 /// </summary>
 public class Context
 {
  private Stratege m_Stratege;

  /// <summary>
  /// 初始化上下文时,将具体策略传入
  /// </summary>
  /// <param name="stratege"></param>
  public Context(Stratege stratege)
  {
   m_Stratege = stratege;
  }

  /// <summary>
  /// 根据具体策略对象,调用其算法
  /// </summary>
  public void ExecuteAlgorithm()
  {
   m_Stratege.Algorithm();
  }
 }

4. 模式总结

  4.1 优点

    4.1.1 策略模式是一种定义一系列算法的方法,从概念上来看,所有算法完成的都是相同的工作,只是实现不同,它可以以相同的方式调用所有的算法,减少了各种算法类与使用算法类之间的耦合。

    4.1.2 策略模式的Stratege类为Context定义了一系列的可供重用的算法或行为。继承有助于析取出这些算法的公共功能。

    4.1.3 策略模式每个算法都有自己的类,可以通过自己的接口单独测试。因而简化了单元测试。

    4.1.4 策略模式将具体算法或行为封装到Stratege类中,可以在使用这些类中消除条件分支(避免了不同行为堆砌到一个类中)。

  4.2 缺点

    将选择具体策略的职责交给了客户端,并转给Context对象

  4.3 适用场景

    4.3.1 当实现某个功能需要有不同算法要求时

    4.3.2 不同时间应用不同的业务规则时

5. 实例:排序是我们经常接触到的算法,实现对一个数组的排序有很多方法,即可以采用不同的策略。下面给出了排序功能的策略模式的解决方案。

  5.1 实现类图

  5.2 代码实现

 /// <summary>
 /// 排序算法策略
 /// </summary>
 public abstract class SortStratege
 {
  /// <summary>
  /// 排序
  /// </summary>
  /// <param name="array"></param>
  /// <returns></returns>
  public abstract int[] Sort(int[] array);
 }

 /// <summary>
 /// 冒泡排序
 /// </summary>
 public class BubbleSort : SortStratege
 {
  /// <summary>
  /// 冒泡排序算法(递增排序)
  /// </summary>
  /// <param name="array"></param>
  /// <returns></returns>
  public override int[] Sort(int[] array)
  {
   // 实现冒泡排序算法
   for (int i = 0; i < array.Length; i++)
   {
    for (int j = i + 1; j < array.Length; j++)
    {
     if (array[i] > array[j])
     {
      int temp = array[j];
      array[j] = array[i];
      array[i] = temp;
     }
    }
   }

   return array;
  }
 }

 /// <summary>
 /// 插入排序
 /// </summary>
 public class InsertSort : SortStratege
 {

  /// <summary>
  /// 插入排序算法(递增排序)
  /// </summary>
  /// <param name="array"></param>
  /// <returns></returns>
  public override int[] Sort(int[] array)
  {
   // 实现插入排序算法
   int temp;
   int i, j, n;
   n = array.Length;

   for (i = 1; i < n; i++)
   {
    temp = array[i];
    for (j = i; j > 0; j--)
    {
     if (temp < array[j - 1])
      array[j] = array[j - 1];
     else
      break;

     array[j] = temp;
    }
   }
   return null;
  }
 }

 public class SortContext
 {
  private int[] m_Array;
  private SortStratege m_Stratege;

  /// <summary>
  /// 初始化时将要排序的数组和排序策略传入给Context
  /// </summary>
  /// <param name="array"></param>
  /// <param name="stratege"></param>
  public SortContext(int[] array, SortStratege stratege)
  {
   m_Array = array;
   m_Stratege = stratege;
  }

  /// <summary>
  /// 调用排序算法
  /// </summary>
  /// <returns></returns>
  public int[] Sort()
  {
   int[] result = m_Stratege.Sort(this.m_Array);

   return result;
  }
 }

  5.3 客户端代码

 public class Program
 {
  public static void Main(Object[] args)
  {
   int[] array = new int[] { 12, 8, 9, 18, 22 };

   //使用冒泡排序算法进行排序
   SortStratege sortStratege = new BubbleSort();
   SortContext sorter = new SortContext(array, sortStratege);
   int[] result = sorter.Sort();

   //使用插入排序算法进行排序
   SortStratege sortStratege2 = new InsertSort();
   SortContext sorter2 = new SortContext(array, sortStratege2);
   int[] result2 = sorter.Sort();
  }
 }

以上就是本文的全部内容,希望能给大家一个参考,也希望大家多多支持我们。

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