策略模式是一种行为型设计模式,它允许定义一系列算法,并将每个算法封装起来,使它们可以互换使用。策略模式让算法的变化独立于使用算法的客户端,使得在不修改原有代码的情况下切换或扩展新的算法成为可能。
使用策略模式的场景包括但不限于:
当存在多种实现方式,且需要在运行时根据不同条件动态选择具体实现时。例如,一个购物应用可能需要根据用户的会员等级来计算折扣,不同等级对应不同的计算方式,这时就可以使用策略模式来实现。
当存在一组类似的行为,实现细节略有不同,但又不希望通过继承来添加新的子类时。这样可以避免类的爆炸性增长,保持类的单一职责原则。
在Java中实现策略模式时,通常会涉及以下几个角色的类和接口,它们之间的关系构成了策略模式的核心:
如下图所示:
以下是示例的java实现:
// 定义策略接口
interface Strategy {
void execute();
}
// 实现策略接口的具体策略类A
class ConcreteStrategyA implements Strategy {
public void execute() {
System.out.println("执行策略A");
}
}
// 实现策略接口的具体策略类B
class ConcreteStrategyB implements Strategy {
public void execute() {
System.out.println("执行策略B");
}
}
// 上下文类,用于维护策略对象
class Context {
private Strategy strategy;
public Context(Strategy strategy) {
this.strategy = strategy;
}
public void setStrategy(Strategy strategy) {
this.strategy = strategy;
}
public void executeStrategy() {
strategy.execute();
}
}
// 客户端代码
public class Client {
public static void main(String[] args) {
// 创建具体策略对象A和B
Strategy strategyA = new ConcreteStrategyA();
Strategy strategyB = new ConcreteStrategyB();
// 创建上下文对象,并设置具体策略对象
Context context = new Context(strategyA);
// 执行策略
context.executeStrategy();
// 切换策略
context.setStrategy(strategyB);
// 再次执行策略
context.executeStrategy();
}
}
Collections.sort() 方法在 JDK中是策略模式的一个经典应用。这个方法根据传入的列表(List)以及可选的比较器(Comparator),对列表进行排序。
使用流程:
以下是 Collections.sort() 方法的策略模式分析:
策略接口:这里的策略接口是 Comparator,它定义了排序策略的公共行为,即 compare(Object o1, Object o2) 方法。Comparator 可以有多个实现,每个实现提供不同的排序规则。
具体策略:Comparator 的实现类代表具体策略。例如,Collections.reverseOrder() 返回一个反向排序的比较器,而 Collections.naturalOrder() 返回自然顺序的比较器。用户也可以自定义 Comparator 来表达特定的排序需求。
上下文(Context):Collections.sort() 方法本身充当上下文角色。它接受一个列表和一个可选的比较器对象。如果提供了比较器,Collections.sort() 会使用该比较器来对列表元素进行排序;如果没有提供,它会使用元素类型的自然顺序(如果元素类型实现了 Comparable 接口)。
策略的使用:在 Collections.sort() 内部,默认情况下,如果列表元素实现了 Comparable 接口,并且没有提供比较器,那么排序算法将使用 Comparable 接口提供的 compareTo() 方法作为排序策略。如果提供了 Comparator,则使用该比较器的 compare() 方法。
策略的切换:由于 Collections.sort() 能够接受不同的 Comparator 实现,因此可以在运行时动态地改变排序策略,无需修改排序代码本身。
算法的独立性:Collections.sort() 方法内部使用了归并排序或者TimSort(Java 7 引入),这个算法独立于策略。策略模式使得算法可以独立于具体的策略实现,增加了代码的灵活性和可扩展性。
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