设计模式【12】-- 搞定最近大火的策略模式

2023-09-28 19:14:46

开局还是那种图，最近策略模式貌似很火，各位客官往下看...

策略模式到底是什么？

前面我们其实已经将结构型模式讲解完了，剩下的全都是行为型模式，三种模式的区分：

创建型模式：如何创建一个对象
结构型模式：对象内部的构造是如何构造的
行为型模式：对象是如何运行（可以做什么）

而提到策略模式，我们该如何理解呢？

从北京到上海，可以坐飞机，也可以坐动车，也可以坐绿皮，甚至可以骑自行车，这些不同的方式，就是策略。
一件商品，可以直接打 5 折，也可以加 100 再打 6 折，也可以打 5.5 折之后返回现金券，这些也是策略。
带了 200 去超市买东西，可以买零食，也可以买生活用品，也可以啥也不买，这些也是策略。

上面的例子，其实我们可以发现不同的策略其实是可以互换的，甚至策略细节之间可以混搭，那么很多时候我们为了方便拓展，方便替换策略，对调用方屏蔽不同的策略细节，就可以使用策略模式。倘若所有的策略全部写在一个类里面，可以是可以，这样维护代码会越来越复杂，维护只会越来越困难，里面会充斥着各种if-else，算法如果日益复杂，动一发而牵全身，那就只剩下提桶跑路了。

策略模式是指有一定行动内容的相对稳定的策略名称。策略模式在古代中又称“计策”，简称“计”，如《汉书·高帝纪上》：“汉王从其计”。这里的“计”指的就是计谋、策略。策略模式具有相对稳定的形式，如“避实就虚”、“出奇制胜”等。一定的策略模式，既可应用于战略决策，也可应用于战术决策；既可实施于大系统的全局性行动，也可实施于大系统的局部性行动。

再说一个打工人都知道的例子，比如每个人都要交个人所得税，我们知道个人所得税的计算方式是很复杂的，税法计算就是一个行为，而可能存在不同实现算法，那每一种计算算法都是一种策略。

这些策略可能随时被替换掉，那么我们为了好替换，相互隔离，就定义一系列算法，封装起来，这就叫策略模式。

策略模式的角色

策略模式一般有三种角色：

抽象的策略类（Strategy）：将策略的行为抽象出公共接口
具体的策略类（ConcreteStrategy）:以Strategy接口实现某些具体的算法，具体的策略可能多个，也可以相互替换
上下文（Context）: 一般是封装了策略，以及策略的使用方法，对上层调用屏蔽了细节，直接调用即可。

策略模式的demo

创建一个抽象的策略接口：

public interface Strategy {

    int doStrategy();
}

创建 2 个具体的策略类，分别执行策略：

public class ConcreteStrategy1 implements Strategy{
    @Override
    public int doStrategy() {
        System.out.println("执行策略1...");
        return 1;
    }
}


public class ConcreteStrategy2 implements Strategy{
    @Override
    public int doStrategy() {
        System.out.println("执行策略2...");
        return 2;
    }
}

创建上下文类，封装策略类：

public class Context {
    private Strategy strategy;

    public Context(Strategy strategy) {
        this.strategy = strategy;
    }

    public void executeStrategy(){
        strategy.doStrategy();
    }
}

测试类：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Context context1 = new Context(new ConcreteStrategy1());
        context1.executeStrategy();

        context1 = new Context(new ConcreteStrategy2());
        context1.executeStrategy();
    }
}

测试结果：

执行策略1
执行策略2

可以看到只要使用不同的策略，就可以执行不同的结果。

分红包策略实战

比如，工作中有涉及到分配的策略，场景就是有红包，分配给若干个人，但是会有不同分配策略。这里不同的分配策略其实就是用策略模式来实现。可以随机分配，也可以平均分配，还可以根据各种权重来分配等等。这里只演示两种分配：

首先定义一个红包类，包含红包金额（我们以分为单位，保存整数，避免金额小数不准确问题）

public class RedPackage {
    public int remainSize;

    public int remainMoney;

    public RedPackage(int remainSize, int remainMoney) {
        this.remainSize = remainSize;
        this.remainMoney = remainMoney;
    }
}

定义一个分配策略的抽象类：

import java.util.List;

public interface AllocateStrategy {

    List<Integer> allocate(RedPackage redPackage);

}

平均分配的时候，如果不能平均，那么第一位会有所增减：

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class AverageAllocateStrategy implements AllocateStrategy {
    @Override
    public List<Integer> allocate(RedPackage redPackage) {
        List<Integer> results = new ArrayList<>();
        Integer sum = redPackage.remainMoney;
        Integer average = sum / redPackage.remainSize;
        for (int i = 0; i < redPackage.remainSize; i++) {
            sum = sum - average;
            results.add(average);
        }
        if (sum != 0) {
            results.set(0, results.get(0) + sum);
        }
        return results;
    }
}

随机分配的时候，我们将每一份随机添加到红包里面去，但是这样不能保证每一份都有金额（注意这个不要在生产使用，仅限测试）


import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Random;

public class RandomAllocateStrategy implements AllocateStrategy {
    @Override
    public List<Integer> allocate(RedPackage redPackage) {
        return ranRedPackage(redPackage.remainSize, redPackage.remainMoney);
    }

    public List<Integer> ranRedPackage(Integer count, Integer money) {
        List<Integer> result = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < count; i++) {
            result.add(0);
        }
        for (int i = 1; i <= money; i++) {
            int n = new Random().nextInt(count);
            result.set(n, result.get(n) + 1);
        }
        return result;
    }

}

定义上下文类，封装不同的策略：

import java.util.List;

public class Context {
    private AllocateStrategy strategy;

    public Context(AllocateStrategy strategy) {
        this.strategy = strategy;
    }

    public List<Integer> executeStrategy(RedPackage redPackage){
        return strategy.allocate(redPackage);
    }
}

测试类：

import java.util.List;

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        RedPackage redPackage = new RedPackage(10,102);
        Context context = new Context(new RandomAllocateStrategy());
        List<Integer> list =context.executeStrategy(redPackage);
        list.forEach(l-> System.out.print(l+" "));

        System.out.println("");
        context = new Context(new AverageAllocateStrategy());
        list =context.executeStrategy(redPackage);
        list.forEach(l-> System.out.print(l+" "));
    }
}

可以看到分配的金额确实会随着策略类的不同发生不同的变化：

9 10 16 8 14 8 7 15 9 6 
12 10 10 10 10 10 10 10 10 10

注意这个不能在生产使用！！！

优缺点

策略模式的优点：

消除if-else语句，不同策略相互隔离，方便维护
切换*
拓展性好，实现接口即可

策略模式的缺点：

策略一旦数量过多，维护也会相对比较难，复用代码比较难
所有的策略类都对外暴露了，虽然一般通过Context上下文调用

策略模式比较常用，可能有些同学会混淆策略模式和状态模式：

相对于状态模式：策略模式只会执行一次方法，而状态模式会随着状态变化不停的执行状态变更方法。举个例子，我们从A地方去B地方，策略就是飞机或者火车，状态模式则是可能到某一个地方，换了一种交通方式，到另外一个地方又换了一种交通方式。

小结

策略模式比较常用，核心就是隔离不同的策略，将具体的算法封装在策略里面，抽象出一个策略抽象类，把不同具体策略类注入到上下文类中，达到选择不同策略的目的。

但是如果策略很多，需要考虑复用，策略类对外暴露的时候需要考虑滥用风险，会破坏封装性。

【作者简介】：
秦怀，公众号【秦怀杂货店】作者，个人网站：http://aphysia.cn，技术之路不在一时，山高水长，纵使缓慢，驰而不息。

设计模式系列：

码农公寓

策略模式到底是什么？

策略模式的角色

策略模式的demo

分红包策略实战

优缺点

小结

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