柚子快報邀請碼778899分享：bash 設計模式——策略模式

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策略模式

1. 引言2. 什么是策略模式?3. 策略模式的結構4. 策略模式的實現(xiàn)5. 策略模式的優(yōu)點6. 策略模式的缺點7. 策略模式的應用場景8. 策略模式與其他模式的關系9. Java標準庫中的策略模式1. java.util.Comparator示例：2. java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor示例：3. javax.servlet.http.HttpServlet示例：4. java.io.InputStream示例：5. javax.swing.LayoutManager示例：

10. 總結

1. 引言

在軟件開發(fā)中,我們經(jīng)常需要實現(xiàn)一些算法或策略,而這些算法可能會隨著需求的變化而改變。策略模式就是為了應對這種情況而生的,它提供了一種靈活且可擴展的方式來管理和切換不同的算法。

2. 什么是策略模式?

策略模式(Strategy Pattern)是一種行為型設計模式,它定義了算法家族,分別封裝起來,讓它們之間可以互相替換,此模式讓算法的變化獨立于使用算法的客戶端。

3. 策略模式的結構

策略模式主要包含以下三個角色:

Context(上下文): 持有一個Strategy的引用Strategy(抽象策略類): 定義了一個公共接口,各種不同的算法以不同的方式實現(xiàn)這個接口ConcreteStrategy(具體策略類): 實現(xiàn)了Strategy接口的具體算法

4. 策略模式的實現(xiàn)

一個電商系統(tǒng),需要根據(jù)不同的會員等級提供不同的折扣策略。

首先,定義一個折扣策略接口:

public interface DiscountStrategy {

double applyDiscount(double price);

}

然后,實現(xiàn)幾個具體的折扣策略:

// 普通會員折扣

public class RegularDiscountStrategy implements DiscountStrategy {

@Override

public double applyDiscount(double price) {

return price * 0.95; // 5%折扣

}

}

// 黃金會員折扣

public class GoldDiscountStrategy implements DiscountStrategy {

@Override

public double applyDiscount(double price) {

return price * 0.9; // 10%折扣

}

}

// 白金會員折扣

public class PlatinumDiscountStrategy implements DiscountStrategy {

@Override

public double applyDiscount(double price) {

return price * 0.85; // 15%折扣

}

}

接下來,創(chuàng)建一個上下文類來使用這些策略:

public class ShoppingCart {

private DiscountStrategy discountStrategy;

public void setDiscountStrategy(DiscountStrategy discountStrategy) {

this.discountStrategy = discountStrategy;

}

public double checkout(double price) {

if (discountStrategy == null) {

return price;

}

return discountStrategy.applyDiscount(price);

}

}

最后,可以在客戶端代碼中使用這個購物車ShoppingCart :

public class Client {

public static void main(String[] args) {

ShoppingCart cart = new ShoppingCart();

// 普通會員購物

cart.setDiscountStrategy(new RegularDiscountStrategy());

System.out.println("Regular member's price: " + cart.checkout(100));

// 黃金會員購物

cart.setDiscountStrategy(new GoldDiscountStrategy());

System.out.println("Gold member's price: " + cart.checkout(100));

// 白金會員購物

cart.setDiscountStrategy(new PlatinumDiscountStrategy());

System.out.println("Platinum member's price: " + cart.checkout(100));

}

}

5. 策略模式的優(yōu)點

算法可以自由切換: 只要實現(xiàn)了策略接口,就可以自由地在不同策略間切換。避免使用多重條件判斷: 如果不使用策略模式,可能需要使用多重條件語句來選擇不同的算法。擴展性良好: 在不修改原有系統(tǒng)的基礎上,可以靈活地增加新的算法。策略類之間可以自由替換: 由于所有策略類都實現(xiàn)同一個接口,所以它們之間可以自由替換。

6. 策略模式的缺點

客戶端必須知道所有的策略類,并自行決定使用哪一個策略類。策略模式將造成產(chǎn)生很多策略類,可能會增加系統(tǒng)的復雜度。每一個策略都是一個單獨的類,復用性較低。

7. 策略模式的應用場景

當一個系統(tǒng)需要動態(tài)地在幾種算法中選擇一種時。當一個對象有很多的行為,如果不用模式,這些行為就只好使用多重條件選擇語句來實現(xiàn)。不希望客戶端知道復雜的、與算法相關的數(shù)據(jù)結構,在具體策略類中封裝算法和相關的數(shù)據(jù)結構,提高算法的保密性與安全性。

8. 策略模式與其他模式的關系

工廠模式: 工廠模式可以用來創(chuàng)建策略對象,與策略模式配合使用。狀態(tài)模式: 策略模式和狀態(tài)模式的結構幾乎完全一樣,但它們的意圖不同。命令模式: 命令模式可以使用策略模式來參數(shù)化命令對象。

9. Java標準庫中的策略模式

Java標準庫中有很多使用策略模式的例子。

1. java.util.Comparator

Comparator接口是Java中最常見的策略模式實現(xiàn)之一。它允許我們定義對象的自定義排序策略。

示例：

import java.util.*;

public class ComparatorExample {

public static void main(String[] args) {

List names = Arrays.asList("John", "Alice", "Bob", "Charlie");

// 使用自然順序（字母順序）

Collections.sort(names);

System.out.println("Natural order: " + names);

// 使用自定義比較器（按長度排序）

Collections.sort(names, new Comparator() {

@Override

public int compare(String s1, String s2) {

return s1.length() - s2.length();

}

});

System.out.println("Sorted by length: " + names);

// 使用Lambda表達式（按長度降序排序）

Collections.sort(names, (s1, s2) -> s2.length() - s1.length());

System.out.println("Sorted by length (descending): " + names);

}

}

在這個例子中，Comparator就是策略接口，不同的排序方法是具體的策略實現(xiàn)。

2. java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor

ThreadPoolExecutor類使用策略模式來決定如何處理新提交的任務，特別是當線程池已滿時。

示例：

import java.util.concurrent.*;

public class ThreadPoolExample {

public static void main(String[] args) {

// 使用CallerRunsPolicy

ThreadPoolExecutor executorWithCallerRuns = new ThreadPoolExecutor(

2, 2, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS,

new LinkedBlockingQueue(2),

new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());

// 使用DiscardPolicy

ThreadPoolExecutor executorWithDiscard = new ThreadPoolExecutor(

2, 2, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS,

new LinkedBlockingQueue(2),

new ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy());

// 提交任務

for (int i = 0; i < 10; i++) {

final int taskId = i;

executorWithCallerRuns.execute(() -> {

System.out.println("Task " + taskId + " executed by " +

Thread.currentThread().getName());

});

}

executorWithCallerRuns.shutdown();

executorWithDiscard.shutdown();

}

}

這里，RejectedExecutionHandler接口是策略接口，CallerRunsPolicy和DiscardPolicy是具體的策略實現(xiàn)。

3. javax.servlet.http.HttpServlet

雖然不是嚴格意義上的策略模式，HttpServlet類使用了類似策略模式的方法來處理不同類型的HTTP請求。

示例：

import javax.servlet.http.*;

import java.io.IOException;

public class MyServlet extends HttpServlet {

@Override

protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)

throws IOException {

response.getWriter().println("GET request handled");

}

@Override

protected void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)

throws IOException {

response.getWriter().println("POST request handled");

}

// 其他HTTP方法...

}

在這個例子中，不同的HTTP方法（GET、POST等）可以看作是不同的策略。

4. java.io.InputStream

InputStream類及其子類使用了策略模式來實現(xiàn)不同的讀取策略。

示例：

import java.io.*;

public class InputStreamExample {

public static void main(String[] args) throws IOException {

// 文件輸入流策略

try (InputStream fileIn = new FileInputStream("example.txt")) {

int data = fileIn.read();

while(data != -1) {

System.out.print((char) data);

data = fileIn.read();

}

}

// 字節(jié)數(shù)組輸入流策略

byte[] bytes = "Hello, World!".getBytes();

try (InputStream byteArrayIn = new ByteArrayInputStream(bytes)) {

int data = byteArrayIn.read();

while(data != -1) {

System.out.print((char) data);

data = byteArrayIn.read();

}

}

}

}

這里，InputStream是抽象策略，F(xiàn)ileInputStream和ByteArrayInputStream是具體策略。

5. javax.swing.LayoutManager

Swing庫中的LayoutManager接口使用策略模式來定義不同的布局策略。

示例：

import javax.swing.*;

import java.awt.*;

public class LayoutExample {

public static void main(String[] args) {

JFrame frame = new JFrame("Layout Example");

frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);

// 使用FlowLayout策略

JPanel flowPanel = new JPanel(new FlowLayout());

flowPanel.add(new JButton("Button 1"));

flowPanel.add(new JButton("Button 2"));

// 使用BorderLayout策略

JPanel borderPanel = new JPanel(new BorderLayout());

borderPanel.add(new JButton("North"), BorderLayout.NORTH);

borderPanel.add(new JButton("South"), BorderLayout.SOUTH);

frame.add(flowPanel, BorderLayout.NORTH);

frame.add(borderPanel, BorderLayout.CENTER);

frame.pack();

frame.setVisible(true);

}

}

在這個例子中，LayoutManager是策略接口，F(xiàn)lowLayout和BorderLayout是具體的布局策略。

10. 總結

策略模式是一種非常實用的設計模式,它提供了管理算法族、分離算法實現(xiàn)和算法使用的有效方法。通過策略模式,可以在不修改原有系統(tǒng)的情況下,靈活地增加新的算法或行為。在實際開發(fā)中,應該根據(jù)具體情況來判斷是否使用策略模式,以達到代碼復用、增強擴展性和維護性的目的。

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