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
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)。
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()
{
foreach( string 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