设计模式策略模式

Posted 2021-01-24 dream-to-pku

使用场景

根据用户的需求处理数据时候需要对算法做出选择，固定的一些算法（一般不再发生变化的），扩展

比如在商场促销的时候往往会根据客户不同的等级设置不同的折扣等。

level1:各种if-else

package com.slp;

import java.math.BigDecimal;

public class QuoteManager {

    public BigDecimal quote(BigDecimal originalPrice,String customType){
        if ("新客户".equals(customType)) {
            System.out.println("抱歉！新客户没有折扣！");
            return originalPrice;
        }else if ("老客户".equals(customType)) {
            System.out.println("恭喜你！老客户打9折！");
            originalPrice = originalPrice.multiply(new BigDecimal(0.9)).setScale(2,BigDecimal.ROUND_HALF_UP);
            return originalPrice;
        }else if("VIP客户".equals(customType)){
            System.out.println("恭喜你！VIP客户打8折！");
            originalPrice = originalPrice.multiply(new BigDecimal(0.8)).setScale(2,BigDecimal.ROUND_HALF_UP);
            return originalPrice;
        }
        //其他人员都是原价
        return originalPrice;
    }

}

可以正常使用但是也有不足：不同客户使用的报价的算法都放在一个方法里面，使得方法很庞大（吐槽一下，公司之前的方法就是这样的加上各种具体业务实现，真是看着头大）。

level2:方法单独封装

package com.slp;

import java.math.BigDecimal;

public class QuoteManagerImprove {

    public BigDecimal quote(BigDecimal originalPrice, String customType){
        if ("新客户".equals(customType)) {
            return this.quoteNewCustomer(originalPrice);
        }else if ("老客户".equals(customType)) {
            return this.quoteOldCustomer(originalPrice);
        }else if("VIP客户".equals(customType)){
            return this.quoteVIPCustomer(originalPrice);
        }
        //其他人员都是原价
        return originalPrice;
    }

    /**
     * 对VIP客户的报价算法
     * @param originalPrice 原价
     * @return 折后价
     */
    private BigDecimal quoteVIPCustomer(BigDecimal originalPrice) {
        System.out.println("恭喜！VIP客户打8折");
        originalPrice = originalPrice.multiply(new BigDecimal(0.8)).setScale(2,BigDecimal.ROUND_HALF_UP);
        return originalPrice;
    }

    /**
     * 对老客户的报价算法
     * @param originalPrice 原价
     * @return 折后价
     */
    private BigDecimal quoteOldCustomer(BigDecimal originalPrice) {
        System.out.println("恭喜！老客户打9折");
        originalPrice = originalPrice.multiply(new BigDecimal(0.9)).setScale(2,BigDecimal.ROUND_HALF_UP);
        return originalPrice;
    }

    /**
     * 对新客户的报价算法
     * @param originalPrice 原价
     * @return 折后价
     */
    private BigDecimal quoteNewCustomer(BigDecimal originalPrice) {
        System.out.println("抱歉！新客户没有折扣！");
        return originalPrice;
    }

}

这个虽然会好一点，但是放新增折扣的时候，首先要添加方法，然后再添加一个else if分支，这违反了开闭原则：

开闭原则：对于扩展是开放的，这意味着模块的行为是可以扩展的，当应用的需求改变时，我们是可以对模块进行扩展，使其具有满足那些改变的新行为，也就是说，我们可以改变模块的功能。

对修改是关闭的，对模块进行扩展时，不必改动模块的源代码或者二进制代码。

而且如果不同时区折扣有变化还要全部进行修改，这个就会很繁琐。

WHAT：

策略模式定义了一系列算法，并将每一个算法封装起来，使每个算法可以相互替代，使算法本身和使用算法的客户使用端分离开，相互独立。

HOW：

1）策略接口角色IStrategy:用来约束一系列具体的算法策略，策略上下文角色ConcreteStrategy使用此接口来调用具体的策略所实现的算法

2）具体策略实现角色ConcreteStrategy：具体的策略实现，即具体的算法实现

3）策略上下文角色StrategyContext:策略上下文，负责和具体的策略实现交互，通常策略上下文对象会持有一个真正的策略实现对象，策略上下文还可以让具体的策略实现从其中获取相关数据，回调策略上下文对象的方法。

 UML类图：

 

 UML序列图：

一般实现方式：

package com.slp;

//策略接口
public interface IStrategy {
    //定义的抽象算法方法 来约束具体的算法实现方法
    public void algorithmMethod();
}

package com.slp;

// 具体的策略实现
public class ConcreteStrategy implements IStrategy {
    //具体的算法实现
    @Override
    public void algorithmMethod() {
        System.out.println("this is ConcreteStrategy method...");
    }
}

package com.slp;

 // 具体的策略实现2
public class ConcreteStrategy2 implements IStrategy {
     //具体的算法实现
    @Override
    public void algorithmMethod() {
        System.out.println("this is ConcreteStrategy2 method...");
    }
}

package com.slp;

/**
 * 策略上下文
 */
public class StrategyContext {
    //持有一个策略实现的引用
    private IStrategy strategy;
    //使用构造器注入具体的策略类
    public StrategyContext(IStrategy strategy) {
        this.strategy = strategy;
    }

    public void contextMethod(){
        //调用策略实现的方法
        strategy.algorithmMethod();
    }
}

package com.slp;

//外部客户端
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        //1.创建具体测策略实现
        IStrategy strategy = new ConcreteStrategy2();
        //2.在创建策略上下文的同时，将具体的策略实现对象注入到策略上下文当中
        StrategyContext ctx = new StrategyContext(strategy);
        //3.调用上下文对象的方法来完成对具体策略实现的回调
        ctx.contextMethod();
    }
}

针对最开始的例子可以使用这个模板进行改造：

package com.slp;

import java.math.BigDecimal;
//报价策略接口
public interface IQuoteStrategy {
    //获取折后价的价格
    BigDecimal getPrice(BigDecimal originalPrice);
}

package com.slp;

import java.math.BigDecimal;
//新客户的报价策略实现类
public class NewCustomerQuoteStrategy implements IQuoteStrategy {
    @Override
    public BigDecimal getPrice(BigDecimal originalPrice) {
        System.out.println("抱歉！新客户没有折扣！");
        return originalPrice;
    }
}

package com.slp;

import java.math.BigDecimal;
//老客户的报价策略实现
public class OldCustomerQuoteStrategy implements IQuoteStrategy {
    @Override
    public BigDecimal getPrice(BigDecimal originalPrice) {
        System.out.println("恭喜！老客户享有9折优惠！");
        originalPrice = originalPrice.multiply(new BigDecimal(0.9)).setScale(2,BigDecimal.ROUND_HALF_UP);
        return originalPrice;
    }
}

package com.slp;

import java.math.BigDecimal;
//VIP客户的报价策略实现
public class VIPCustomerQuoteStrategy implements IQuoteStrategy {
    @Override
    public BigDecimal getPrice(BigDecimal originalPrice) {
        System.out.println("恭喜！VIP客户享有8折优惠！");
        originalPrice = originalPrice.multiply(new BigDecimal(0.8)).setScale(2,BigDecimal.ROUND_HALF_UP);
        return originalPrice;
    }
}

package com.slp;

import java.math.BigDecimal;
//报价上下文角色
public class QuoteContext {
    //持有一个具体的报价策略
    private IQuoteStrategy quoteStrategy;

    //注入报价策略
    public QuoteContext(IQuoteStrategy quoteStrategy){
        this.quoteStrategy = quoteStrategy;
    }

    //回调具体报价策略的方法
    public BigDecimal getPrice(BigDecimal originalPrice){
        return quoteStrategy.getPrice(originalPrice);
    }
}

package com.slp;

import java.math.BigDecimal;
//外部客户端
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        //1.创建老客户的报价策略
        IQuoteStrategy oldQuoteStrategy = new OldCustomerQuoteStrategy();

        //2.创建报价上下文对象，并设置具体的报价策略
        QuoteContext quoteContext = new QuoteContext(oldQuoteStrategy);

        //3.调用报价上下文的方法
        BigDecimal price = quoteContext.getPrice(new BigDecimal(100));

        System.out.println("折扣价为：" +price);
    }
}

考虑开闭原则，新推出折扣，增加策略实现。

package com.slp;

import java.math.BigDecimal;
//MVP客户的报价策略实现
public class MVPCustomerQuoteStrategy implements IQuoteStrategy {
    @Override
    public BigDecimal getPrice(BigDecimal originalPrice) {
        System.out.println("哇偶！MVP客户享受7折优惠！！！");
        originalPrice = originalPrice.multiply(new BigDecimal(0.7)).setScale(2,BigDecimal.ROUND_HALF_UP);
        return originalPrice;
    }
}

调用修改：

package com.slp;

import java.math.BigDecimal;
//外部客户端
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        //创建MVP客户的报价策略
        IQuoteStrategy mvpQuoteStrategy = new MVPCustomerQuoteStrategy();

        //创建报价上下文对象，并设置具体的报价策略
        QuoteContext quoteContext = new QuoteContext(mvpQuoteStrategy);

        //调用报价上下文的方法
        BigDecimal price = quoteContext.getPrice(new BigDecimal(100));

        System.out.println("折扣价为：" +price);
    }
}

深入理解：

策略模式的作用：把具体的算法实现从业务逻辑中剥离出来，作为一系列独立算法类，使得他们可以相互替换。

策略模式的着重点：不是如何来实现算法，而是如何组织调用这些算法，从而让程序更加灵活，可扩展。

 

策略模式就是把各个平等的具体实现进行抽象，封装为独立的算法类，然后通过上下文和具体的算法类来进行交互，各个策略算法都是平等的，地位是一样的，正是由于各个算法的平等性，所以他们才是相互替换的，虽然我们可以动态切换各个策略，但是同一时刻只能使用一个策略。

 

策略和上下文的关系：

在策略模式中，一般情况下都是上下文持有策略的引用，以进行对具体策略的调用，但是具体的策略对象也可以从上下文中获取所需数据，可以将上下文当做参数传入导具体策略中，具体策略通过回调上下文中的方法来获取其所需的数据。

eg:支付策略

1 //支付策略接口
2 public interface PayStrategy {
3     //在支付策略接口的支付方法中含有支付上下文作为参数，以便在具体的支付策略中回调上下文中的方法获取数据
4     public void pay(PayContext ctx);
5 }

//人民币支付策略
public class RMBPay implements PayStrategy {
    @Override
    public void pay(PayContext ctx) {
        System.out.println("现在给："+ctx.getUsername()+" 人民币支付 "+ctx.getMoney()+"元！");
    }
}

//美金支付策略
public class DollarPay implements PayStrategy {
    @Override
    public void pay(PayContext ctx) {
        System.out.println("现在给："+ctx.getUsername()+" 美金支付 "+ctx.getMoney()+"dollar !");
    }
}

//支付上下文,含有多个算法的公有数据
public class PayContext {
    //员工姓名
    private String username;
    //员工的工资
    private double money;
    //支付策略
    private PayStrategy payStrategy;

    public void pay(){
        //调用具体的支付策略来进行支付
        payStrategy.pay(this);
    }

    public PayContext(String username, double money, PayStrategy payStrategy) {
        this.username = username;
        this.money = money;
        this.payStrategy = payStrategy;
    }

    public String getUsername() {
        return username;
    }

    public double getMoney() {
        return money;
    }
}

//外部客户端
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        //创建具体的支付策略
        PayStrategy rmbStrategy = new RMBPay();
        PayStrategy dollarStrategy = new DollarPay();
        //准备小王的支付上下文
        PayContext ctx = new PayContext("小王",30000,rmbStrategy);
        //向小王支付工资
        ctx.pay();

        //准备Jack的支付上下文
        ctx = new PayContext("jack",10000,dollarStrategy);
        //向Jack支付工资
        ctx.pay();
    }
}

增加一个银行账户的支付策略：

显然我们应该新增一个支付找银行账户的策略实现，由于需要从上下文中获取数据，为了不修改已有的上下文，我们可以通过继承已有的上下文来扩展一个新的带有银行账户的上下文，然后再客户端中使用新的策略实现和带有银行账户的上下文，这样之前已有的实现完全不需要改动，遵守了开闭原则。

//银行账户支付
public class AccountPay implements PayStrategy {
    @Override
    public void pay(PayContext ctx) {
        PayContextWithAccount ctxAccount = (PayContextWithAccount) ctx;
        System.out.println("现在给："+ctxAccount.getUsername()+"的账户："+ctxAccount.getAccount()+" 支付工资："+ctxAccount.getMoney()+" 元！");
    }
}

//带银行账户的支付上下文
public class PayContextWithAccount extends PayContext {
    //银行账户
    private String account;
    public PayContextWithAccount(String username, double money, PayStrategy payStrategy,String account) {
        super(username, money, payStrategy);
        this.account = account;
    }

    public String getAccount() {
        return account;
    }
}

//外部客户端
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        //创建具体的支付策略
        PayStrategy rmbStrategy = new RMBPay();
        PayStrategy dollarStrategy = new DollarPay();
        //准备小王的支付上下文
        PayContext ctx = new PayContext("小王",30000,rmbStrategy);
        //向小王支付工资
        ctx.pay();
        //准备Jack的支付上下文
        ctx = new PayContext("jack",10000,dollarStrategy);
        //向Jack支付工资
        ctx.pay();
        //创建支付到银行账户的支付策略
        PayStrategy accountStrategy = new AccountPay();
        //准备带有银行账户的上下文
        ctx = new PayContextWithAccount("小张",40000,accountStrategy,"1234567890");
        //向小张的账户支付
        ctx.pay();
    }
}