设计模式之计策(Strategy)模式

Strategy模式是一种行为型设计模式，它将算法一个个封装起来，在某一时刻能够互换地使用其中的一个算法。从概念上看，所有这些算法完成的都是相同的工作，只是实现不同而已。

动机

在开发中，我们常常会遇到概念上相同，处理方法不同的任务，例如，对一件商品使用不同的税额计算方法来计算其价格。一般来说，有以下的方法来处理:

• 复制和粘贴(一份代码具有两个版本，维护成本大)
• 使用switch或者if语句，用一个变量指定各种情况(分支会变得越来越长)
• 函数指针或者委托(无法维持对象的状态)
• 继承(需求变化时，客户代码仍得更改)

Strategy模式则采用如下办法解决问题：

1. 寻找变化，例如这里的存在变化的算法，将它们封装在一个单独的类中
2. 将这个类包含在另一个类中，即使用组合来取代继承

定义

定义一系列的算法，把它们一个个封装起来，并且使用它们可以相互替换，strategy模式使算法可独立于使用它的客户而变化。

效果

通过从一个抽象类派生实现不同的算法，客户无需关心实际使用的是哪个算法，这样使得加入新的算法十分方便。

结构

Strategy

对算法的接口进行定义，Context类使用这个接口来调用具体算法。Strategy可以是一个抽象类(C++)，或者一个接口(Java)

ConcreteStrategy

实现具体的算法

Context

包含一个Strategy对象的引用，它并不关心这个Strategy对象是ConcreteStrategyA还是ConcreteStrategyB，通过Strategy的AlgorithmInterface()接口来正确调用具体的算法。

Client

客户，与Contex进行交互。通常来说，Client会创建一个ConcreteStartegy并传递给Context，并向Contex发送处理请求。

例子

1. 定义接口Strategy

Strategy.java

public interface Strategy {
   public int doOperation(int num1, int num2);
}

2. 定义具体算法ConcreteStrategy

OperationAdd.java

public class OperationAdd implements Strategy{
   @Override
   public int doOperation(int num1, int num2) {
      return num1 + num2;
   }
}

OperationSubstract.java

public class OperationSubstract implements Strategy{
   @Override
   public int doOperation(int num1, int num2) {
      return num1 - num2;
   }
}

OperationMultiply.java

public class OperationMultiply implements Strategy{
   @Override
   public int doOperation(int num1, int num2) {
      return num1 * num2;
   }
}

3. 创建Context类

Context.java

public class Context {
   private Strategy strategy;

   public Context(Strategy strategy){
      this.strategy = strategy;
   }

   public int executeStrategy(int num1, int num2){
      return strategy.doOperation(num1, num2);
   }
}

4. 客户(Client)使用Context类

StrategyPatternDemo.java

public class StrategyPatternDemo {
   public static void main(String[] args) {
      Context context = new Context(new OperationAdd());        
      System.out.println("10 + 5 = " + context.executeStrategy(10, 5));

      context = new Context(new OperationSubstract());      
      System.out.println("10 - 5 = " + context.executeStrategy(10, 5));

      context = new Context(new OperationMultiply());       
      System.out.println("10 * 5 = " + context.executeStrategy(10, 5));
   }
}

5. 输出

10 + 5 = 15
10 - 5 = 5
10 * 5 = 50

参考资料

1. https://en.wikipedia.org/wiki/Strategy_pattern
2. http://www.oodesign.com/strategy-pattern.html
3. http://www.tutorialspoint.com/design_pattern/strategy_pattern.htm
4. 《设计模式解析(第二版)》
5. http://www.javacodegeeks.com/2013/08/strategy-design-pattern-in-java-example-tutorial.html