Java設計模式（十二）策略模式

時間 2019-12-13

標籤 java 設計模式十二策略欄目 Java 简体版

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原創文章，同步發自做者我的博客，http://www.jasongj.com/design_pattern/strategy/java

策略模式介紹

策略模式定義

策略模式（Strategy Pattern），將各類算法封裝到具體的類中，做爲一個抽象策略類的子類，使得它們能夠互換。客戶端能夠自行決定使用哪一種算法。git

策略模式類圖

策略模式類圖以下
github

策略模式角色劃分

Strategy 策略接口或者（抽象策略類），定義策略執行接口
ConcreteStrategy 具體策略類
Context 上下文類，持有具體策略類的實例，並負責調用相關的算法

策略模式實例解析

本文代碼可從做者Github下載算法

典型策略模式實現

策略接口，定義策略執行接口apache

package com.jasongj.strategy;

public interface Strategy {

  void strategy(String input);

}

具體策略類，實現策略接口，提供具體算法設計模式

package com.jasongj.strategy;

import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;

@com.jasongj.annotation.Strategy(name="StrategyA")
public class ConcreteStrategyA implements Strategy {

  private static final Logger LOG = LoggerFactory.getLogger(ConcreteStrategyB.class);

  @Override
  public void strategy(String input) {
    LOG.info("Strategy A for input : {}", input);
  }

}

package com.jasongj.strategy;

import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;

@com.jasongj.annotation.Strategy(name="StrategyB")
public class ConcreteStrategyB implements Strategy {

  private static final Logger LOG = LoggerFactory.getLogger(ConcreteStrategyB.class);

  @Override
  public void strategy(String input) {
    LOG.info("Strategy B for input : {}", input);
  }

}

Context類，持有具體策略類的實例，負責調用具體算法ide

package com.jasongj.context;

import com.jasongj.strategy.Strategy;

public class SimpleContext {

  private Strategy strategy;
  
  public SimpleContext(Strategy strategy) {
    this.strategy = strategy;
  }
  
  public void action(String input) {
    strategy.strategy(input);
  }
  
}

客戶端能夠實例化具體策略類，並傳給Context類，經過Context統一調用具體算法oop

package com.jasongj.client;

import com.jasongj.context.SimpleContext;
import com.jasongj.strategy.ConcreteStrategyA;
import com.jasongj.strategy.Strategy;

public class SimpleClient {

  public static void main(String[] args) {
    Strategy strategy = new ConcreteStrategyA();
    SimpleContext context = new SimpleContext(strategy);
    context.action("Hellow, world");
  }

}

使用Annotation和簡單工廠模式加強策略模式

上面的實現中，客戶端須要顯示決定具體使用何種策略，而且一旦須要換用其它策略，須要修改客戶端的代碼。解決這個問題，一個比較好的方式是使用簡單工廠，使得客戶端都不須要知道策略類的實例化過程，甚至都不須要具體哪一種策略被使用。this

如《Java設計模式（一）簡單工廠模式不簡單》所述，簡單工廠的實現方式比較多，能夠結合《Java系列（一）Annotation（註解）》中介紹的Annotation方法。設計

使用Annotation和簡單工廠模式的Context類以下

package com.jasongj.context;

import java.util.Collections;
import java.util.Map;
import java.util.Set;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;

import org.apache.commons.configuration.ConfigurationException;
import org.apache.commons.configuration.XMLConfiguration;
import org.reflections.Reflections;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;

import com.jasongj.strategy.Strategy;

public class SimpleFactoryContext {

  private static final Logger LOG = LoggerFactory.getLogger(SimpleFactoryContext.class);
  private static Map<String, Class> allStrategies;

  static {
    Reflections reflections = new Reflections("com.jasongj.strategy");
    Set<Class<?>> annotatedClasses =
        reflections.getTypesAnnotatedWith(com.jasongj.annotation.Strategy.class);
    allStrategies = new ConcurrentHashMap<String, Class>();
    for (Class<?> classObject : annotatedClasses) {
      com.jasongj.annotation.Strategy strategy = (com.jasongj.annotation.Strategy) classObject
          .getAnnotation(com.jasongj.annotation.Strategy.class);
      allStrategies.put(strategy.name(), classObject);
    }
    allStrategies = Collections.unmodifiableMap(allStrategies);
  }

  private Strategy strategy;

  public SimpleFactoryContext() {
    String name = null;
    try {
      XMLConfiguration config = new XMLConfiguration("strategy.xml");
      name = config.getString("strategy.name");
      LOG.info("strategy name is {}", name);
    } catch (ConfigurationException ex) {
      LOG.error("Parsing xml configuration file failed", ex);
    }

    if (allStrategies.containsKey(name)) {
      LOG.info("Created strategy name is {}", name);
      try {
        strategy = (Strategy) allStrategies.get(name).newInstance();
      } catch (InstantiationException | IllegalAccessException ex) {
        LOG.error("Instantiate Strategy failed", ex);
      }
    } else {
      LOG.error("Specified Strategy name {} does not exist", name);
    }

  }

  public void action(String input) {
    strategy.strategy(input);
  }

}

從上面的實現能夠看出，雖然並無單首創建一個簡單工廠類，但它已經融入了簡單工廠模式的設計思想和實現方法。

客戶端調用方式以下

package com.jasongj.client;

import com.jasongj.context.SimpleFactoryContext;

public class SimpleFactoryClient {

  public static void main(String[] args) {
    SimpleFactoryContext context = new SimpleFactoryContext();
    context.action("Hellow, world");
  }

}

從上面代碼能夠看出，引入簡單工廠模式後，客戶端再也不須要直接實例化具體的策略類，也不須要判斷應該使用何種策略，能夠方便應對策略的切換。

策略模式分析

策略模式優勢

策略模式提供了對「開閉原則」的完美支持，用戶能夠在不修改原有系統的基礎上選擇算法（策略），而且能夠靈活地增長新的算法（策略）。
策略模式經過Context類提供了管理具體策略類（算法族）的辦法。
結合簡單工廠模式和Annotation，策略模式能夠方便的在不修改客戶端代碼的前提下切換算法（策略）。

策略模式缺點

傳統的策略模式實現方式中，客戶端必須知道全部的具體策略類，並須自行顯示決定使用哪個策略類。但經過本文介紹的經過和Annotation和簡單工廠模式結合，能夠有效避免該問題
若是使用不當，策略模式可能建立不少具體策略類的實例，但能夠經過使用上文《Java設計模式（十一）享元模式》介紹的享元模式有效減小對象的數量。