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C#设计模式(22)-Strategy Pattern

2013年11月08日 ⁄ 综合 ⁄ 共 3964字 ⁄ 字号 评论关闭

一、 策略(Strategy)模式

策略模式的用意是针对一组算法,将每一个算法封装到具有共同接口的独立的类中,从而使得它们可以相互替换。策略模式使得算法可以在不影响到客户端的情况下发生变化。

假设现在要设计一个贩卖各类书籍的电子商务网站的购物车(Shopping Cat)系统。一个最简单的情况就是把所有货品的单价乘上数量,但是实际情况肯定比这要复杂。比如,本网站可能对所有的教材类图书实行每本一元的折扣;对连环画类图书提供每本7%的促销折扣,而对非教材类的计算机图书有3%的折扣;对其余的图书没有折扣。由于有这样复杂的折扣算法,使得价格计算问题需要系统地解决。

使用策略模式可以把行为和环境分割开来。环境类负责维持和查询行为类,各种算法则在具体策略类(ConcreteStrategy)中提供。由于算法和环境独立开来,算法的增减、修改都不会影响环境和客户端。当出现新的促销折扣或现有的折扣政策出现变化时,只需要实现新的策略类,并在客户端登记即可。策略模式相当于"可插入式(Pluggable)的算法"。

二、 策略模式的结构

策略模式是对算法的包装,是把使用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包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。"

策略又称做政策(Policy)模式【GOF95】。下面是一个示意性的策略模式结构图:

 

这个模式涉及到三个角色:

  • 环境(Context)角色:持有一个Strategy类的引用。
  • 抽象策略(Strategy)角色:这是一个抽象角色,通常由一个接口或抽象类实现。此角色给出所有的具体策略类所需的接口。
  • 具体策略(ConcreteStrategy)角色:包装了相关的算法或行为。

三、 示意性源代码

// Strategy pattern -- Structural example  
using System;

// "Strategy"
abstract class Strategy
{
  
// Methods
  abstract public void AlgorithmInterface();
}


// "ConcreteStrategyA"
class ConcreteStrategyA : Strategy
{
  
// Methods
  override public void AlgorithmInterface()
  
{
    Console.WriteLine(
"Called ConcreteStrategyA.AlgorithmInterface()");
  }

}


// "ConcreteStrategyB"
class ConcreteStrategyB : Strategy
{
  
// Methods
  override public void AlgorithmInterface()
  
{
    Console.WriteLine(
"Called ConcreteStrategyB.AlgorithmInterface()");
  }

}


// "ConcreteStrategyC"
class ConcreteStrategyC : Strategy
{
  
// Methods
  override public void AlgorithmInterface()
  
{
    Console.WriteLine(
"Called ConcreteStrategyC.AlgorithmInterface()");
  }

}


// "Context"
class Context
{
  
// Fields
  Strategy strategy;

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


  
// Methods
  public void ContextInterface()
  
{
    strategy.AlgorithmInterface();
  }

}


/// <summary>
/// Client test
/// </summary>

public class Client
{
  
public static void Main( string[] args )
  
{
    
// Three contexts following different strategies
    Context c = new Context( new ConcreteStrategyA() );
    c.ContextInterface();

    Context d 
= new Context( new ConcreteStrategyB() );
    d.ContextInterface();

    Context e 
= new Context( new ConcreteStrategyC() );
    e.ContextInterface();
  }

}

四、 何时使用何种具体策略角色

在学习策略模式时,学员常问的一个问题是:为什么不能从策略模式中看出哪一个具体策略适用于哪一种情况呢?

答案非常简单,策略模式并不负责做这个决定。换言之,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。

五、 一个实际应用策略模式的例子

下面的例子利用策略模式在排序对象中封装了不同的排序算法,这样以便允许客户端动态的替换排序策略(包括Quicksort、Shellsort和Mergesort)。

 

// Strategy pattern -- Real World example  
using System;
using System.Collections;

// "Strategy"
abstract class SortStrategy
{
  
// Methods
  abstract public void Sort( ArrayList list );
}


// "ConcreteStrategy"
class QuickSort : SortStrategy
{
  
// Methods
  public override void Sort(ArrayList list )
  
{
    list.Sort(); 
// Default is Quicksort
    Console.WriteLine("QuickSorted list ");
  }

}


// "ConcreteStrategy"
class ShellSort : SortStrategy
{
  
// Methods
  public override void Sort(ArrayList list )
  
{
    
//list.ShellSort();
    Console.WriteLine("ShellSorted list ");
  }

}


// "ConcreteStrategy"
class MergeSort : SortStrategy
{
  
// Methods
  public override void Sort( ArrayList list )
  
{
    
//list.MergeSort();
    Console.WriteLine("MergeSorted list ");
  }

}


// "Context"
class SortedList
{
  
// Fields
  private ArrayList list = new ArrayList();
  
private SortStrategy sortstrategy;

  
// Constructors
  public void SetSortStrategy( SortStrategy sortstrategy )
  
{
    
this.sortstrategy = sortstrategy;
  }


  
// Methods
  public void Sort()
  
{
    sortstrategy.Sort( list );
  }


  
public void Add( string name )
  
{
    list.Add( name );
  }


  
public void Display()
  
{
    
foreachstring name in list )
      Console.WriteLine( 
" " + name );
  }

}


/// <summary>
/// StrategyApp test
/// </summary>

public class StrategyApp
{
  
public static void Main( string[] args )
  
{
    
// Two contexts following different strategies
    SortedList studentRecords = new SortedList( );
    studentRecords.Add( 
"Samual" );
    studentRecords.Add( 
"Jimmy" );
    studentRecords.Add( 
"Sandra" );
    studentRecords.Add( 
"Anna

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