05月
05

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定义

定义一系列算法,将每一个算法封装起来,并让它们可以相互替换。策略模式让算法可以独立于使用它的客户变化。

策略模式中,可以定义一些独立的类来封装不同的算法,每一个类封装一种具体的算法,在这里,每一个封装算法的类都可以称为一种策略(Strategy),为了保证这些策略在使用时具有一致性，一般会提供一个抽象的策略类来做算法的声明,而每种算法则对应于一个具体策略类。

举例

人们出行的方式有多种，可以骑自行车、坐火车、坐飞机等。可以根据需要进行选择，如：路程近的可以乘坐汽车或骑自行车，路程远的可以坐飞机或坐火车

结构

策略模式结构图.png

实现

//定义所有支持的算法的公共接口
abstract class Strategy
{
    //算法方法
    public abstract void AlgorithmInterface();
}

//ConcreteStrategy,封装了具体的算法或行为，继承于Strategy
//具体算法A
class ConcreteStrategyA : Strategy
{
    //算法A实现方法
    public override void AlgorithmInterface()
    {
        Console.WriteLine("算法A实现");
    }
}

//具体算法B
class ConcreteStrategyB : Strategy
{
    public override void AlgorithmInterface()
    {
        Console.WriteLine("算法B实现");
    }
}

//具体算法C
class ConcreteStrategyC : Strategy
{
    public override void AlgorithmInterface()
    {
        Console.WriteLine("算法C实现");
    }
}

//Context，用一个ConcreteStrategy来配置，维护一个对Strategy对象的引用。
class Context
{
    Strategy strategy;

    //初始化时，传入具体的策略对象
    public Context(Strategy strategy)
    {
        this.strategy = strategy;
    }

    //根据具体的策略对象，调用其算法的方法
    public void ContextInterface()
    {
        strategy.AlgorithmInterface();
    }
}

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        Context context;

        //由于实例化不同的策略，所以最终在调用context.ContextInterface();时，所获得的结果就不尽相同
        context = new Context(new ConcreteStrategyA());
        context.ContextInterface();

        context = new Context(new ConcreteStrategyB());
        context.ContextInterface();

        context = new Context(new ConcreteStrategyC());
        context.ContextInterface();
    }
}

优点

  • (1)策略模式提供了对开闭原则的完美支持,用户可以在不修改原有系统的基础上选择算法或行为,也可以灵活地增加新的算法或行为。
  • (2)策略模式提供了管理相关的算法族的办法。策略类的等级结构定义了一个算法或行为族,恰当地使用继承可以把公共的代码移到抽象策略类中,从而避免代码重复。
  • (3)策略模式提供了一种可以替换继承关系的办法。如果不使用策略模式,那么使用算法的环境类就可能会有一些子类,每一个子类提供一种不同的算法。但是,这样一来算法的使用就和算法本身混在一起,不符合单一职责原则,决定使用哪一种算法的逻辑和该算法本身混合在一起,从而不可能再独立演化,而且使用继承无法实现算法或行为在程序运行时的动态切换。
  • (4)使用策略模式可以避免多重条件选择语句。多重条件选择语句不易维护,它把采取哪一种算法或行为的逻辑与算法或行为本身的实现逻辑混合在一起,将它们全部硬编码在一个庞大的多重条件选择语句中,比直接继承环境类的办法还要原始和落后。
  • (5)策略模式提供了一种算法的复用机制,由于将算法单独提取出来封装在策略类中，因此不同的环境类可以方便地复用这些策略类。

缺点

  • (1)客户端必须知道所有的策略类,并自行决定使用哪一个策略类。这就意味着客户端必须理解这些算法的区别,以便适时选择恰当的算法。换而言之,策略模式只适用于客户端知道所有的算法或行为的情况。
  • (2)策略模式将造成系统产生很多具体策略类,任何细小的变化都将导致系统要增加一个新的具体策略类。
  • (3)无法同时在客户端使用多个策略类,也就是说,在使用策略模式时,客户端每次只能使用一个策略类,不支持使用一个策略类完成部分功能后再使用另一个策略类来完成剩余功能的情况。

适用环境

  • (1)一个系统需要动态地在几种算法中选择一种,那么可以将这些算法封装到一个个具体算法类中,而这些具体算法类都是一个抽象算法类的子类。换而言之,这些具体算法类均有统一的接口,根据里氏代换原则和面向对象的多态性,客户端可以选择使用任何一个具体算法类,并只需要维持一个数据类型是抽象算法类的对象。
  • (2)一个对象有很多的行为,如果不用恰当的模式,这些行为则只能使用多重条件选择语句来实现。此时,使用策略模式,把这些行为转移到相应的具体策略类里面,就可以避免使用难以维护的多重条件选择语句。
  • (3)不希望客户端知道复杂的、与算法相关的数据结构,在具体策略类中封装算法与相关的数据结构,可以提高算法的保密性与安全性。
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