策略模式及优化

Posted 2020-10-04 微啊微末

（本文参考了《设计模式之禅》一书）

何时应该使用策略模式？

当我们的程序中某些算法需要自由切换时非常适合使用策略模式。

比如我们写一个计算机程序，里面必然有加减乘除等等算法，并且这些算法还应该根据客户点击什么运算符号来自由切换。我们就以加 减算法的实现为例说明如何使用策略模式来优化代码，以及如何优化策略模式。

 

我们实现计算机的 加 减 算法，最简单的写法应该是这样

算法类

public class Calculator {
    public final static String ADD = "+";
    public final static String SUB = "-";

    //算法加
    private static int add(int a,int b){
        return a + b;
    }
    
    //算法减
    private static int sub(int a,int b){
        return a - b;
    }
    
    //计算
    public static int exe(int a,int b,String exeMethod){
        switch (exeMethod) {
        case ADD:
            return add(a,b);
        case SUB:
            return sub(a,b);
        default:
            return 0;
        }
    }
}

 

场景类

public class Context {
            
    public static void main(String[] args) {
        int a = Calculator.exe(3, 4, Calculator.ADD);  //加法运算
        int b = Calculator.exe(3, 4, Calculator.SUB);  //减法运算
        System.out.println(a+" "+b);
    }
}

 

现在我们引入策略模式

先定义一个抽象接口

public interface Strategy {
    int exe(int a,int b);
}

再实现加和减算法

//加法
public class CalculatorAdd implements Strategy{

    @Override
    public int exe(int a, int b) {
        return a + b;
    }
    
}

//减法
public class CalculatorSub implements Strategy{

    @Override
    public int exe(int a, int b) {
        return a - b;
    }
    
}

可以看到，我们每个算法都继承了Strategy接口，并且实现的exe（）方法。

最后看场景类

public class Context {
            
    public static void main(String[] args) {

        int a = exe(3,4,new CalculatorAdd());
        int b = exe(3,4,new CalculatorSub());
        System.out.println(a+" "+b);
    }
    
    public static int exe(int a,int b,Strategy strategy){
        return strategy.exe(a, b);
    }
}

场景类中的 exe（）方法通过传入不同的 Straregy 实现类来完成算法的切换。

 

我们可以看到，使用了策略模式之后，代码量以及类的数目都比之前多了一些，那么为什么还要使用策略模式呢？策略模式的一个好处是规范了我们的代码。比如我们想要新增一个乘法，那么必须要实现 Strategy 接口，然后实现 exe（）方法来编写实际的算法。

虽说如此，但策略模式的问题仍然不少，比如类的数量过多。还有一个致命的缺点就是所有的策略类都必须对外暴露，不然我们就没办法知道有哪些策略类可用，但是这样又违背了迪米特法则，故我们还需要对策略模式进行一些优化，可以将策略模式和别的模式结合使用，来解决上述问题。

 

我们可以使用策略枚举方法，算法枚举类实现如下：

public enum Calculator {
    ADD{
        @Override
        public int exe(int a, int b) {
            return a + b;
        }
        
    },
    SUB{
        @Override
        public int exe(int a, int b) {
            return a - b;
        }
        
    };
    
    public abstract int exe(int a, int b);
}

该枚举类中有一个exe（）抽象方法，枚举类中的每个成员都要实现该方法来实现具体的算法。

然后在场景类中我们就可以这样使用

public class Context {
            
    public static void main(String[] args) {
        
        int a = Calculator.ADD.exe(3, 4);  //加法运算
        int b = Calculator.SUB.exe(3, 4);  //减法运算
        System.out.println(a+" "+b);
        
    }

}

可以看到，代码比之前简化了许多，而且可读性高，同时解决的类数目多以及类必须对外暴露等问题。所有说策略枚举方法是一个非常高效有用的方法。