设计模式学习第二十二节策略模式

策略模式

概述
案例
应用分析
题外话 Arrays.asList()方法不能add的小坑
总结

概述

策略模式(Strategy Pattern)基本介绍
1、在策略模式中，定义算法族，分别封装起来。让它们之间可以互相替换，此模式让算法的变化独立于使用算法的客户端。是一种行为型模式。
2、策略模式体现了几个设计原则：第一、把变化的代码从不变的代码中分离出来；第二、针对接口变成而不是具体的类(定义了策略接口)；第三、多用组合/聚合，少用继承（客户端通过组合方式使用策略模式）。
3、在策略模式中，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就是一种策略，为了保证这些策略使用时具有一致性，一般情况下一提供一个抽象的策略类来做规则定义，每种算法对应一个具体的算法类。
4、策略模式的主要目的是将算法的定义与使用分开，也就是即哪个算法的行为和环境分开，将算法定义在专门的策略类中，每一个策略类封装了一种实现算法，使用算法的环境类针对抽象策略类进行编程，符合依赖倒转原则，在出现新的算法类时，只需要增加一个新的具体策略类即可，
类图描述

角色分析
1、Context：环境类，使用算法的角色，它在实现某个方法时，可能使用多种策略，在环境类中聚合一个抽象策略类（拥有一个抽象策略类的成员变量），用于定义采用的策略。
2、Strategy，抽象策略类，它为所支持的算法声明了抽象方法，是所有具体策略类的父类，环境类通过抽象策略中声明的方法，在运行时调用具体策略类中实现的算法。
3、ConcreteStrategy，具体策略类，它实现在抽象策略类中声明的算法，在运行时，使用具体策略类中的某个方法实现业务逻辑的处理。

案例

景区门票折扣方案，不同的用户给予不同的优惠策略，比如年费会员免费入场、学生半价入场、儿童半价入场，成人95折入场。

package com.example.pattern.strategy;import lombok.Getter;
import lombok.Setter;/*** 策略模式** @author zjt* @date 2021-01-07*/interface Discount { // 抽象策略类double calculate(Double price);
}@Getter
@Setter
public class Ticket { // 环境类 门票private double price;private Discount discount;public Ticket(double price) {this.price = price;}public double getPrice() {return discount.calculate(price);}}class StudentDiscount implements Discount { // 具体策略类 学生票@Overridepublic double calculate(Double price) {return price * 0.5;}}class ChildDiscount implements Discount { // 具体策略类 儿童票@Overridepublic double calculate(Double price) {return price * 0.5;}}class MemberDiscount implements Discount { // 具体策略类 会员票@Overridepublic double calculate(Double price) {return 0;}}class AdultDiscount implements Discount { // 具体策略类 会员票@Overridepublic double calculate(Double price) {return price * 0.95;}}class Client {public static void main(String[] args) {double price = 100;Ticket ticket = new Ticket(price);System.out.println("原价为：" + price);ticket.setDiscount(new AdultDiscount());price = ticket.getPrice();System.out.println("原价为：" + price);}
}

应用分析

public static void main(String[] args) {Integer[] arr = {1, 4, 2, 3};// 实现升序排序 反回-1放左边，返回1放右边// 说明// 1、实现了Comparator接口(类似与策略对象) 匿名类对象// 2、函数式接口实现 new Comparator<Integer>() {} 就是实现了策略接口的对象// 3、public int compare(Integer o1, Integer o2) {} 指定具体的处理方式Comparator<Integer> comparator = new Comparator<Integer>() {@Overridepublic int compare(Integer o1, Integer o2) {if (o1 > o2) {return 1;} else {return -1;}}};Arrays.sort(arr, comparator);// 调用方法的源码//public static <T> void sort(T[] a, Comparator<? super T> c) {//        if (c == null) {//            sort(a); // 默认方法//        } else {//            if (LegacyMergeSort.userRequested)//                legacyMergeSort(a, c); // 使用策略对象//            else//                TimSort.sort(a, 0, a.length, c, null, 0, 0);//        }//    }System.out.println(Arrays.toString(arr));// 实现方式2 lambda 表达式 实现策略模式Arrays.sort(arr, (o1, o2) -> {if (o1 < o2) {return 1;} else {return -1;}});System.out.println(Arrays.toString(arr));}

题外话 Arrays.asList()方法不能add的小坑

提到了Arrays工具类，前几天我在单元测试的时候发现了个问题，Arrays.asList()增加元素报错，顺便多提一点关于Arrays.asList()方法使用小坑，先看一段代码

    public static void main(String[] args) {Integer[] irr = {1, 2, 3, 4};List<Integer> list = Arrays.asList(irr);list.add(5);}// 运行报错// Exception in thread "main" java.lang.UnsupportedOperationException// at java.util.AbstractList.add(AbstractList.java:148)// at java.util.AbstractList.add(AbstractList.java:108)// 报错所在代码 是在AbstractList中抛出的错误，//  public boolean add(E e) {//    add(size(), e);//    return true;// }// public void add(int index, E element) {//    throw new UnsupportedOperationException();// }

因为我自己没有仔细看源码，第一眼只看到了下面的代码，下意识的认为是返回的java.util.ArrayList，还困扰了我一会儿，java.util.ArrayList源码中找了一下，发现确实实现了新增的各种方法，最后才发现问题原因，在代码中备注一下。

     @SafeVarargs@SuppressWarnings("varargs")public static <T> List<T> asList(T... a) {// 这个ArrayList是Arrays工具类的内部静态类，它所实现的方法有限，// 并没有实现 add() remove() 方法。需要额外操作还需要进一步转换// 比如 List<Integer> list = new ArrayList<>(Arrays.asList(arr)) ;return new ArrayList<>(a); }

内部静态类代码就在asList() 方法的下面一行。记录一下，以后看代码还是要认真的多看看。

private static class ArrayList<E> extends AbstractList<E>implements RandomAccess, java.io.Serializable{...... // 内容省略 实现的大致方法有 size(),toArray(),get(int index),// set(int index, E element),indexOf(Object o),contains(Object o)// sort(Comparator<? super E> c),replaceAll(UnaryOperator<E> operator)// forEach(Consumer<? super E> action)}

好了，回归策略模式。

总结

优点
1、策略模式的关键是：分析项目中变化部分与不变的部分。
2、策略模式提体现了，多用组合/聚合，少用继承，用行为的组合，而不是行为的继承。
3、策略模式体现了“开闭原则”的支持，用户可以在不修改原有系统的基础上选择算法或者行为，也可以灵活的增加新的算法或行为。
4、策略模式提供了管理算法族的方案，定义一个算法或者行为族，恰当的使用避免重复代码。提供了算法复用机制，不同的环境类可以方便的复用这些算法。同时也避免了大量的条件判断语句。
5、策略模式提供了替换继承关系的办法：将算法封装在独立抽象策略类中，也就是可以独立与环境类去改变它，使得易于切换、理解和扩展。
缺点：
1、每增加一个策略，就要增加一个类，过多的策略会导致类的数目庞大。同时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。
2、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。