设计模式（一）策略模式

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前言

本期分享设计模式主题：策略设计模式。

本文介绍了策略设计模式的类图结构，并给出具体的代码实现。同事对为什么满足开闭原则，为什么不用继承方式实现等做了阐述。总结了此模式应用的OOP设计原则。

策略模式的定义

策略模式：定义了一些列算法簇，也可以理解为行为簇，把他们分别封装起来，在运行过程中，让他们之间可以互相替换，随时变更算法或行为，此模式让算法或行为的变化独立于使用算法的客户端。

策略模式的类图

策略模式类图如下：

策略模式UML类图

Context为运行时的客户端，通过组合的方式，保存了策略接口的引用，通过这个引用，可以随时调用具体策略实现类的算法或行为方法，并可以在运行时更换策略算法，而这一切的发生，都不需要修改原有的类，只需要新增新的策略实现类以及调用setStrategy(Strategy strategy)方法就可完成算法的替换。

角色划分

Strategy：策略接口或者抽象策略类，定义策略执行接口。
StrategyImpl：具体策略实现类，实现具体的算法或行为。
Context：上下文，通过组合的方式持有策略类的实例，并负责调用相关的算法。

策略模式实现实例

Context类：负责调用算法，并根据具体情况改变调用算法。

public class Context {
    private Strategy strategy;
    public void setStrategy(Strategy strategy) {
        this.strategy = strategy;
    }
    public void performAction() {
        strategy.action();
    }
    public static void main(String[] args) {
        Context context = new Context();
        context.setStrategy(new StrategyImpl1());
        context.performAction();
        // 运行过程变更算法
        context.setStrategy(new StrategyImpl2());
        context.performAction();
    }
}

Strategy接口

/**
 * @author Misout
 * @date 2018-03-25 16:45:34
 */
public interface Strategy {
    void action();
}

Strategy具体实现类1
提供具体的算法实现

/**
 * @author Misout
 * @date 2018-03-25 16:47:18
 */
public class StrategyImpl1 implements Strategy {
    @Override
    public void action() {
        System.out.println("我是快速排序算法");
    }
}

具体实现类2
提供具体的算法实现

/**
 * @author Misout
 * @date 2018-03-25 16:47:18
 */
public class StrategyImpl2 implements Strategy {
    @Override
    public void action() {
        System.out.println("我是冒泡排序算法");
    }
}

在上述Context的实现中，是最简单的策略模式实现。Context类中只提供了一种算法簇的设置替换方法，如果有新的策略簇，比如游泳的方式（蛙泳、仰泳、蝶泳）等，就需要修改Context类，在其中增加例如SwimStrategy的接口类，以应对不同的策略簇。显然这种方式破坏了OOP的原则：开闭原则。

因此，如果要增加可扩展性，可以将Context中设置具体策略的方式，用工厂模式来代替，就更通用啦。

模式分析

实现策略模式，为什么不用继承？比如可以定义一个父类，然后派生出不同的算法子类，不同的子类实现不同的算法。

诚然，这种方式也能实现算法运行过程中相互替换和新增算法的功能。但是，继承的方式产生的类带有属性特性，如果子类有多个属性特性，某一个属性特性可以和不同行为绑定，比如红色冠头的鸭子，有三种行为：跑，飞，游泳。那么如果你通过继承的方式，你难道要继承三种不同的鸭子吗？一个是：红色冠头鸭子，会跑。一个是：红色冠头鸭子，会飞。还有一个是：红色冠头鸭子，会游泳。这感觉不太合适，为什么一个红色冠头的鸭子不能既会跑、又会非、还会游泳呢。

因此用接口将变化的部分抽离出来，也就是红色冠头的鸭子，有时跑、有时飞、有时游泳这三种变化的行为抽离出来，就能在不修改代码的情况下实现扩展。

所以从上面的情况来看，策略模式无疑是将可变的行为和不变的属性抽离出来，独立封装，是一种良好的设计。
从中我们能学到的设计思想：
1、多用抽象和封装。
2、抽离变化的部分，比如变化的行为。
3、多用组合，少用继承。接口可以实现多个，继承无法多继承，一旦用继承，要实现多继承的代价相对要大，很可能未来需要修改代码。
4、针对接口编程、不针对具体实现编程：也就是定义接口，在子类实现具体的行为。

小结

策略模式完美的满足开闭原则：对扩展开放，对修改关闭。可以灵活的新增算法和算法簇，并且随时替换算法。
适合行为不断变化，需要动态替换行为的问题场景。