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策略者模式
阅读量:5834 次
发布时间:2019-06-18

本文共 3290 字,大约阅读时间需要 10 分钟。

1.动机

  • 完成一项任务,往往可以有多种不同的方式,每一种方式称为一个策略,我们可以根据环境或者条件的不同选择不同的策略来完成该项任务。
  • 在软件开发中也常常遇到类似的情况,实现某一个功能有多个途径,此时可以使用一种设计模式来使得系统可以灵活地选择解决途径,也能够方便地增加新的解决途径。
  • 在软件系统中,有许多算法可以实现某一功能,如查找、排序等,一种常用的方法是硬编码(Hard Coding)在一个类中,如需要提供多种查找算法,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查找算法;当然也可以将这些查找算法封装在一个统一的方法中,通过if…else…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查找算法,需要修改封装算法类的源代码;更换查找算法,也需要修改客户端调用代码。在这个算法类中封装了大量查找算法,该类代码将较复杂,维护较为困难。
  • 除了提供专门的查找算法类之外,还可以在客户端程序中直接包含算法代码,这种做法更不可取,将导致客户端程序庞大而且难以维护,如果存在大量可供选择的算法时问题将变得更加严重。
  • 为了解决这些问题,可以定义一些独立的类来封装不同的算法,每一个类封装一个具体的算法,在这里,每一个封装算法的类我们都可以称之为策略(Strategy),为了保证这些策略的一致性,一般会用一个抽象的策略类来做算法的定义,而具体每种算法则对应于一个具体策略类

2.定义

  • 策略模式(Strategy Pattern):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。策略模式让算法独立于使用它的客户而变化,也称为政策模式(Policy)。
  • 策略模式为了适应不同的需求,只把变化点封装了,这个变化点就是实现不同需求的算法,但是,用户需要知道各种算法的具体情况。

3.结构

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  • Strategy:定义所有支持的算法的公共接口。Context使用这个接口来调用某ConcreteStrategy定义的算法;
  • ConcreteStrategy:实现Strategy接口的具体算法;
  • Context:使用一个ConcreteStrategy对象来配置;维护一个对Stategy对象的引用,同时,可以定义一个接口来让Stategy访问它的数据。

4.代码分析

#include 
using namespace std;// 抽象策略类class Strategy{public: virtual void AlgorithmInterface() = 0;};//具体策略类class ConcreteStrategyA : public Strategy{public: void AlgorithmInterface() { cout << "I am from ConcreteStrategyA." << endl; }};//具体策略类class ConcreteStrategyB : public Strategy{public: void AlgorithmInterface() { cout << "I am from ConcreteStrategyB." << endl; }};//具体策略类class ConcreteStrategyC : public Strategy{public: void AlgorithmInterface() { cout << "I am from ConcreteStrategyC." << endl; }};class Context{public: //由一个策略类进行配置 Context(Strategy *pStrategyArg) : pStrategy(pStrategyArg){}; void ContextInterface() { pStrategy->AlgorithmInterface(); }private: Strategy *pStrategy;};int main(){ // Create the Strategy Strategy *pStrategyA = new ConcreteStrategyA; Strategy *pStrategyB = new ConcreteStrategyB; Strategy *pStrategyC = new ConcreteStrategyC; Context *pContextA = new Context(pStrategyA); Context *pContextB = new Context(pStrategyB); Context *pContextC = new Context(pStrategyC); pContextA->ContextInterface(); pContextB->ContextInterface(); pContextC->ContextInterface(); if (pStrategyA) delete pStrategyA; if (pStrategyB) delete pStrategyB; if (pStrategyC) delete pStrategyC; if (pContextA) delete pContextA; if (pContextB) delete pContextB; if (pContextC) delete pContextC; system("pause"); return 0;}

5.模式分析

  • 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”。
  • 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。
  • 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。

6.优点

  • 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。
  • 策略模式提供了管理相关的算法族的办法。
  • 策略模式提供了可以替换继承关系的办法。
  • 使用策略模式可以避免使用多重条件转移语句。

7.缺点

  • 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。
  • 策略模式将造成产生很多策略类,可以通过使用享元模式在一定程度上减少对象的数量。

8.适用环境

  • 许多相关的类仅仅是行为有异。“策略”提供了一种用多个行为中的一个行为来配置一个类的方法;
  • 需要使用一个算法的不同变体;
  • 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;
  • 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类中以替代这些条件语句。

9.总结

策略模式和状态模式,是大同小异的

  • 状态模式讲究的是状态的变化,和不同状态下,执行的不同行为;
  • 策略模式侧重于同一个动作,实现该行为的算法的不同,不同的策略封装了不同的算法。策略模式适用于实现某一功能,而实现该功能的算法是经常改变的情况。

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