策略模式 - cccs7's blog

在策略模式（Strategy Pattern）中，一个类的行为或其算法可以在的运行时更改。这种类型的设计模式属于 行为型模式。我们创建表示各种策略模式的对象和一个行为随着对象而改变的 context 对象。策略对象改变 context 对象的执行算法

策略模式是一种行为型设计模式，它定义了一系列算法，将每个算法都封装起来，并且使它们之间可以互换。在策略模式中，算法的变化独立于使用它们的客户端。客户端可以根据需要选择不同的算法，而不必关心算法的具体实现。在 Java 中，策略模式通常使用接口来定义算法，而具体的算法实现则由实现接口的类来提供。

意图： 定义一系列的算法，把他们一个一个封装起来，并且使他们可互相替换

**主要解决： ** 在有多种算法相似的情况下，使用 if - else 所带来的复杂和难以维护

**何时使用： ** 一个系统有许多个类，而区分他们的只是他们直接的行为

**如何解决： **将这些算法封装成一个个类，任意地替换

**关键代码： **实现同一个接口

**使用场景： **

如果一个系统里面有许多的类，他们之间的区别仅在于他们的行为，那么使用策略模式动态地让一个对象在许多行为中选择一种行为
一个系统需要动态地在几种算法中选择一种
如果一个对象有很多的行为，如果不用恰当的模式，这些行为就只好使用多重的条件选择语句来实现

**注意事项： ** 如果一个系统的策略多于 4 个，就需要考虑使用混合模式，解决策略类膨胀的问题

当一个系统的策略类超过4个时，可以考虑使用混合模式来解决策略类膨胀的问题。混合模式是指在策略模式的基础上，结合其他设计模式来实现更灵活和可扩展的解决方案。混合模式可以结合以下设计模式来解决策略类膨胀的问题：

工厂模式：使用工厂模式来创建策略对象，将策略对象的创建逻辑封装在工厂类中。这样可以避免在客户端代码中直接实例化大量的策略类对象，减少了类的膨胀。

组合模式：使用组合模式将多个策略对象组合成一个更复杂的策略。通过将多个策略对象组合起来，可以实现更复杂的业务逻辑，并且可以动态地添加、删除或替换策略对象。

状态模式：使用状态模式来管理策略的状态。每个状态对应一个具体的策略，通过状态模式可以在运行时动态地切换策略，而不需要修改客户端代码。

委托模式：使用委托模式将策略的选择和执行委托给一个中间对象。中间对象负责根据条件选择合适的策略，并将执行委托给选定的策略对象。这样可以减少策略类的数量，并且可以动态地改变策略的选择。

**示例： **

假设我们要实现一个排序算法，可以根据不同的需求选择不同的排序算法。我们可以使用策略模式来实现这个功能。首先，我们定义一个排序算法的接口 SortAlgorithm，其中包含一个 sort 方法，用于对数组进行排序。

public interface SortAlgorithm {
    void sort(int[] arr);
}

然后，我们定义两个具体的排序算法类 BubbleSort 和 QuickSort，分别表示冒泡排序和快速排序。这两个类需要实现 SortAlgorithm 接口，来提供具体的排序实现。

public class BubbleSort implements SortAlgorithm {
    @Override
    public void sort(int[] arr) {
        // 冒泡排序实现
    }
}

public class QuickSort implements SortAlgorithm {
    @Override
    public void sort(int[] arr) {
        // 快速排序实现
    }
}

最后，我们定义一个排序类 Sorter，其中包含一个 sort 方法，用于对数组进行排序。这个 sort 方法接收一个 SortAlgorithm 对象作为参数，用于指定具体的排序算法。

public class Sorter {
    public void sort(int[] arr, SortAlgorithm algorithm) {
        algorithm.sort(arr);
    }
}

在这个例子中，我们使用了策略模式来实现排序算法的选择。客户端可以根据需要选择不同的排序算法，而不必关心算法的具体实现。以下是一个测试类，用于测试这个排序算法：

public class SortTest {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6, 5, 3, 5};
        Sorter sorter = new Sorter();

        // 使用冒泡排序
        sorter.sort(arr, new BubbleSort());

        // 使用快速排序
        sorter.sort(arr, new QuickSort());
    }
}

在这个测试类中，我们创建了一个 Sorter 对象，并使用不同的排序算法来对数组进行排序。由于算法的变化独立于使用它们的客户端，因此客户端可以根据需要选择不同的排序算法。这个例子展示了策略模式的应用，它定义了一系列算法，将每个算法都封装起来，并且使它们之间可以互换。