设计模式（1）---Strategy模式

Strategy模式（行为模式）

1.概述

在软件构建过程中，某些对象使用的算法可能多种多样，经常改变，如果将这些算法都编码到对象中，将会使对象变得异常复杂；而且有时候支持不使用的算法也是一个性能负担。

2.问题

如何让算法和对象分开来，降低他们之间的耦合度，使得算法可以独立于使用它的客户而变化？

3.解决方案

策略模式：它定义了一系列算法，把每一个算法封装起来，让它们之间可以相互替换，本模式使得算法可独立于使用它的客户而变化。

4.结构

5.例子

商场收银软件：营业员根据顾客所购买商品的单价和数量，计算总价。商场可能会有促销活动，比如全场打8折，全场打5折，买200返100等。

实现方式一：可以将这些算法写到一个类中，在该类中提供多个方法，每一个方法对应一个具体的打折算法；当然也可以将这些打折算法封装在一个统一的方法中，通过if…else…或者case等条件判断语句来进行选择。这两种实现方法我们都可以称之为硬编码，如果需要增加一种新的打折算法，需要修改封装算法类的源代码。该类代码将较复杂，维护较为困难。

实现方式二：使用策略模式。代码如下：

1 package strategy;
2 /*
3  * 策略类
4  */
5 public interface Strategy {
6      double Promote(double money);
7 }

 1 package strategy;
 2 /*
 3  * 不使用打折的具体策略类
 4  */
 5 public class CashNormalImpl implements Strategy {
 6
 7     public CashNormalImpl() {
 8
 9     }
10
11     @Override
12     public double Promote(double money) {
13
14         return money;
15     }
16
17 }

 1 package strategy;
 2 /*
 3  * 使用按比例打折的具体策略类
 4  */
 5 public class CashRebateImpl implements Strategy {
 6
 7     private double moneyRebate ;
 8     public CashRebateImpl(double moneyRebate) {
 9         this.moneyRebate = moneyRebate ;
10     }
11
12     @Override
13     public double Promote(double money) {
14
15         return money*moneyRebate;
16     }
17
18 }

 1 package strategy;
 2 /*
 3  * 使用返利打折方式的具体策略类
 4  */
 5 public class CashReturnImpl implements Strategy {
 6
 7     private double moneyCondition ;
 8     private double moneyReturn ;
 9
10     public CashReturnImpl(double moneyCondition , double moneyReturn) {
11         this.moneyCondition = moneyCondition ;
12         this.moneyReturn = moneyReturn ;
13     }
14
15     @Override
16     public double Promote(double money) {
17         double result = 0.0d;
18         if (money >= moneyCondition){
19             result = money - Math.floor(money/moneyCondition) * moneyReturn ;
20         }
21         return result;
22     }
23
24 }

 1 package strategy;
 2 /*
 3  * Context类
 4  */
 5 public class CashContext {
 6
 7     //Strategy对象的引用
 8     private Strategy contreteStrategy = null ;
 9
10     public CashContext(String str) {
11         if (str.equals("正常收费")){
12             contreteStrategy = new CashNormalImpl() ;
13         }else if (str.equals("打八折")){
14             contreteStrategy = new CashRebateImpl(0.8) ;
15         }else if (str.equals("打五折")){
16             contreteStrategy = new CashRebateImpl(0.5) ;
17         }else if (str.equals("满200返100")){
18             contreteStrategy = new CashReturnImpl(200, 100) ;
19         }
20
21     }
22
23     public double getResult(double money){
24         //当添加具体策略类时，这条代码也不用变，利用的多态的特点
25         return contreteStrategy.Promote(money);
26     }
27
28 }

界面（部分代码）：

 1 btnOK.addActionListener(new ActionListener() {
 2               @Override
 3               public void actionPerformed(ActionEvent e) {
 4                 CashContext context = new CashContext(boxStrategy.getSelectedItem().toString()) ;
 5                 double price = Double.parseDouble(textPrice.getText()) ;
 6                 double num = Double.parseDouble(textNum.getText()) ;
 7                 double total = context.getResult(price*num);
 8                 sum += total ;
 9                 textSum.setText(String.valueOf(sum));
11                 textNum.setText("");
12                 textPrice.setText("");
13
14               }
15           });

界面（完整代码）：

  1 package strategy;
  2
  3 import java.awt.Font;
  4 import java.awt.event.ActionEvent;
  5 import java.awt.event.ActionListener;
  6 import java.text.SimpleDateFormat;
  7 import java.util.Date;
  8
  9 import javax.swing.JButton;
 10 import javax.swing.JComboBox;
 11 import javax.swing.JFrame;
 12 import javax.swing.JLabel;
 13 import javax.swing.JOptionPane;
 14 import javax.swing.JPanel;
 15 import javax.swing.JScrollPane;
 16 import javax.swing.JTextArea;
 17 import javax.swing.JTextField;
 18
 19
 20
 21 public class CashFrame extends JFrame {
 22
 23     private JPanel contentPane = new JPanel() ;//主面板
 24
 25
 26
 27     private JLabel labPrice ; //单价提示文本
 28     private JTextField textPrice ; //单价设置框
 29     private JButton btnOK ; //确定
 30
 31     private JLabel labNum ; //数量设置提示文本
 32     private JTextField textNum ;  //数量设置框
 33     private JButton btnReset ; //重置
 34
 35     private JLabel labStrategy ; //策略设置提示文本
 36     private JComboBox  boxStrategy ;  //策略设置框
 37
 38     private JScrollPane scrollPane ; // 滚动面板
 39     private JTextArea textArea ; //信息显示
 40
 41     private JLabel labSum ; //总价提示文本
 42     private JLabel textSum ; //总价设置框
 43     private double sum = 0.0D ;//总价
 44
 45     private static CashFrame instance ;
 46
 47     private CashFrame(){
 48         init() ;
 49         UiUtil.setFrameCenter(this);
 50         this.setTitle("商场收银系统") ;
 51         this.setResizable(false);
 52         this.setVisible(true);
 53     }
 54
 55     public synchronized static CashFrame getInstance(){
 56         if (instance == null){
 57             instance = new CashFrame();
 58         }
 59         return instance ;
 60     }
 61
 62     public void init(){
 63          this.setBounds(200,100,450,450);
 64          this.setDefaultCloseOperation(EXIT_ON_CLOSE);
 65          this.setContentPane(contentPane);
 66
 67          contentPane.setLayout(null);
 68          /*----------------------------*/
 69          labPrice = new JLabel("单价： ") ;
 70          labPrice.setBounds(40,20,80,30);
 71          contentPane.add(labPrice) ;
 72
 73          textPrice = new JTextField() ;
 74          textPrice.setBounds(90,20,150,30);
 75          contentPane.add(textPrice) ;
 76
 77          btnOK = new JButton("确定") ;
 78          btnOK.setBounds(290,20,80,30);
 79          contentPane.add(btnOK) ;
 80
 81
 82          /*----------------------------*/
 83          labNum = new JLabel("数量： ") ;
 84          labNum.setBounds(40,60,80,30);
 85          contentPane.add(labNum) ;
 86
 87          textNum = new JTextField() ;
 88          textNum.setBounds(90,60,150,30);
 89          contentPane.add(textNum) ;
 90
 91          btnReset = new JButton("重置") ;
 92          btnReset.setBounds(290,60,80,30);
 93          contentPane.add(btnReset) ;
 94
 95          /*----------------------------*/
 96          labStrategy = new JLabel("促销方式： ") ;
 97          labStrategy.setBounds(15,100,80,30);
 98          contentPane.add(labStrategy) ;
 99
100          boxStrategy = new JComboBox() ;
101          boxStrategy.setBounds(90,100,150,30);
102          contentPane.add(boxStrategy) ;
103          boxStrategy.addItem("正常收费");
104          boxStrategy.addItem("打八折");
105          boxStrategy.addItem("打五折");
106          boxStrategy.addItem("满200返100");
107
108          /*----------------------------*/
109          textArea = new JTextArea() ;
110          textArea.setBounds(0,0,400,200);
111          textArea.setEditable(false);
112          textArea.setFont(new Font("宋体", Font.PLAIN, 15));
113
114          scrollPane = new JScrollPane(textArea) ;
115          scrollPane.setBounds(20,145,400,200);
116          scrollPane.setHorizontalScrollBarPolicy(JScrollPane.HORIZONTAL_SCROLLBAR_AS_NEEDED);
117          scrollPane.setVerticalScrollBarPolicy(JScrollPane.VERTICAL_SCROLLBAR_AS_NEEDED);
118
119          contentPane.add(scrollPane) ;
120          /*----------------------------*/
121
122          labSum = new JLabel("总价： ") ;
123          labSum.setBounds(40,370,80,30);
124          contentPane.add(labSum) ;
125
126          textSum = new JLabel() ;
127          textSum.setBounds(90,370,150,30);
128          contentPane.add(textSum) ;
129
130          btnOK.addActionListener(new ActionListener() {
131               @Override
132               public void actionPerformed(ActionEvent e) {
133                 CashContext context = new CashContext(boxStrategy.getSelectedItem().toString()) ;
134                 double price = Double.parseDouble(textPrice.getText()) ;
135                 double num = Double.parseDouble(textNum.getText()) ;
136                 double total = context.getResult(price*num);
137                 sum += total ;
138                 showInfo("单价："+textPrice.getText()+" 数量："+textNum.getText()+" 方式:"+boxStrategy.getSelectedItem().toString()+"  合计："+String.valueOf(total));
139                 textSum.setText(String.valueOf(sum));
140                 textNum.setText("");
141               textPrice.setText("");
142
143               }
144           });
145
146          btnReset.addActionListener(new ActionListener() {
147                @Override
148                public void actionPerformed(ActionEvent e) {
149                    textNum.setText("");
150                    textPrice.setText("");
151                    textSum.setText("");
152                    textArea.setText("");
153
154                }
155            });
156
157     }
158
159     public void showInfo(String info){
160         textArea.append(info+"\r\n");
161         textArea.setCaretPosition(textArea.getText().length()) ;//光标定位到最后一行  可以让滚动条保持在最下方
162     }
163
164     public static void main(String[] args) {
165         instance = new CashFrame() ;
166
167     }
168
169 }

6.适用性

当存在以下情况时使用Strategy模式
1）• 一个系统需要动态地在几种算法中选择一种。
2）• 需要使用一个算法的不同变体。例如，你可能会定义一些反映不同的空间 /时间权衡的算法。当这些变体实现为一个算法的类层次时 ,可以使用策略模式。
3）• 算法使用客户不应该知道的数据。可使用策略模式以避免暴露复杂的、与算法相关的数据结构。
4）• 一个类定义了多种行为 , 并且这些行为在这个类的操作中以多个条件语句的形式出现。将相关的条件分支移入它们各自的Strategy类中以代替这些条件语句。

7.优点

（1）所有这些打折算法完成的都是相同的工作，只是实现不同，策略模式可以以相同的方式调用所有的算法，降低了对象与算法的耦合。

（2）Strategy类层次为Context定义了一系列的可供重用的算法或行为。继承有助于析取出这些算法中的公共功能。

（3）简化了单元测试，因为每个算法都有自己的类，可以通过自己的接口单独测试。

（4）消除了一些if else条件语句 ：Strategy模式提供了用条件语句选择所需的行为以外的另一种选择。当不同的行为堆砌在一个类中时 ,很难避免使用条件语句来选择合适的行为。将行为封装在一个个独立的Strategy类中消除了这些条件语句。含有许多条件语句的代码通常意味着需要使用Strategy模式。

8.总结

1）策略模式是一个比较容易理解和使用的设计模式，策略模式是对算法的封装，它把算法的责任和算法本身分割开，委派给不同的对象管理。策略模式通常把一个系列的算法封装到一系列的策略类里面，作为一个抽象策略类的子类。用一句话来说，就是“准备一组算法，并将每一个算法封装起来，使得它们可以互换”。
2）在策略模式中，应当由客户端自己决定在什么情况下使用什么具体策略角色。2）
3）策略模式仅仅封装算法，提供新算法插入到已有系统中，以及老算法从系统中“退休”的方便，策略模式并不决定在何时使用何种算法，算法的选择由客户端来决定。这在一定程度上提高了系统的灵活性，但是客户端需要理解所有具体策略类之间的区别，以便选择合适的算法，这也是策略模式的缺点之一，在一定程度上增加了客户端的使用难度。