设计模式之Strategy - 策略模式

2007-12-03 21:49Update

TAGS: 设计模式 | Design Pattern | GoF

LifevV.COM编辑部

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Strategy模式也叫策略模式，是由GoF提出的23种软件设计模式的一种。Strategy模式是行为模式之一，它对一系列的算法加以封装，为所有算法定义一个抽象的算法接口，并通过继承该抽象算法接口对所有的算法加以封装和实现，具体的算法选择交由客户端决定（策略）。Strategy模式主要用来平滑地处理算法的切换。

本文介绍设计模式中的（Strategy）模式的概念，用法，以及实际应用中怎么样使用Strategy模式进行开发。

Strategy模式的概念与应用场景

概要：
- Strategy模式定义一个算法族，并把每一种可能的算法封装成一个类，这些算法可以在应用程序内部被动态替换。策略模式可以降低客户端与算法之间的耦合关系。
- 这些算法具有一个相同的抽象接口，具体的算法通过继承的子类实现。
一个应用程序需要动态切换算法的时候，Strategy模式便变得非常有用。

Strategy模式的应用场景一般是：
- 具有多种可能需要实现的算法
- 需要在程序中对算法进行动态切换

Strategy模式UML类图

Strategy模式的角色：
Strategy
    策略（算法）抽象。
ConcreteStrategy
    各种策略（算法）的具体实现。
Context
    策略的外部封装类，或者说策略的容器类。根据不同策略执行不同的行为。策略由外部环境决定。

Strategy模式的应用范例

为了帮助理解，我们举例来说明。
我们的程序要实现加密功能。加密有一个加密算法，加密算法有很多种，比如MD5，DES等，我们的程序需要实现这个功能，就是可以让用户选择不同的加密算法进行加密。
这个过程我们可以用Strategy模式来实现。

文件一览：
Client
    测试类。
EncryptStrategy
    相当于Strategy角色。加密算法的抽象类/接口。
DesStrategy
    相当于ConcreteStrategy角色。Des加密算法。
MD5Strategy
    相当于ConcreteStrategy角色。MD5加密算法。
EncryptContext
    相当于Context角色。

代码：

public class Client {
    /**
     * Test Strategy Pattern
     * 
     */
    public static void main(String[] args) {
        //2种不同的策略
        
        //使用DES策略（算法）
        EncryptContext context = new EncryptContext(new DesStrategy());
        context.encrypt();
        
        //使用MD5策略（算法）
        context = new EncryptContext(new MD5Strategy());
        context.encrypt();
        
    }
}

/**
 * Strategy & subclass
 *
 */
interface EncryptStrategy {
    public void encrypt();
}

//Strategy'subclass
class DesStrategy implements EncryptStrategy {
    public void encrypt() {
        System.out.println("encrypt by DES algorithm.");
        //TODO DES algorithm HERE。这里我们没给出具体的算法。
    }
}

//Strategy'subclass
class MD5Strategy implements EncryptStrategy {
    public void encrypt() {
        System.out.println("encrypt by MD5 algorithm.");
        //TODO MD5 algorithm HERE。这里我们没给出具体的算法。
    }
}

/**
 * Context
 *
 */
class EncryptContext {
    //策略对象
    EncryptStrategy strategy;
       
    public EncryptContext(EncryptStrategy strategy) {
        this.strategy = strategy;
    }
    
    //执行具体的策略行为
    public void encrypt() {
        strategy.encrypt();
    }
    
}

执行Client，输出结果：

C:\Strategy>javac *.java
C:\Strategy>java Client
encrypt by DES algorithm.
encrypt by MD5 algorithm.
C:\Strategy>

我们可以发现，Client里可以动态的切换加密的算法。

Strategy模式与State，Bridge，Template Method等模式的区别

Strategy模式与State模式的结构形式几乎完全一样。但它们的应用场景（目的）却不一样，State模式重在强调对象内部状态的变化改变对象的行为，Strategy模式重在外部对策略的选择，策略的选择由外部条件决定，也就是说算法的动态的切换。但由于它们的结构是如此的相似，我们可以认为“状态模式是完全封装且自修改的策略模式”。

设计模式之State - 状态模式

Strategy模式与Bridge模式在结构上存在几分相似。但单从结构上讲，Bridge模式中，存在行为和抽象的两条平行的继承类；但Strategy模式中只有具有继承关系的算法类。它们在应用场景上的区别，大家可以通过上面的文章加以比较，这里不再详述。

设计模式之Bridge - 桥接模式

Strategy模式与Template Method模式都是对不同算法的抽象与封装，但它们的实现粒度不一样。Strategy模式从类的角度，对整个算法加以封装，Template Method模式从方法的角度，对算法的一部分加以封装，且Template Method模式有一个方法模板的概念，在作为抽象类的父类里，定义了一个具有固定算法并可以细分为多个步骤的模板方法（public）。

设计模式之Template Method　- 模板方法模式

参考资料：

Strategy pattern (Wikipedia)