【设计模式】策略模式之“这不就是if-else吗”

2020-12-02 14:32:16 浏览数 (1)

图摘自《设计模式之禅》,感觉有点意思

公司要扩大规模,目前需要购买一批汽车,还要招聘一批保安,老板指示暂时只想看新车,只需要给他看按照价格排好序的新车列表就行;保安候选人按照安保经验排好序给他一个列表。 汽车数据,还有保安候选人的数据已经放在了程序员的面前,你只需要给我个列表就好了。

基于这个需求,我们自然而然的会想到排序啊。

开始之前,我们先来看一下jdk中的comparable接口comparator接口,可参考 文档描述

comparable接口

java.lang Interface Comparable

T - the type of objects that this object may be compared to(可以与之比较的对象的类型)

需要实现的方法

int compareTo(T o) 参数: o - 要比较的对象 返回: 当此对象小于指定的对象时返回负整数,等于返回0,大于返回正整数

我们写Car类和SecurityMan类,让他们都实现Comparable接口

汽车按价格排序

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public class Car implements Comparable<Car> {
    //价格
    private int price;
    //油箱容量
    private int capacity;

    public Car(int price, int capacity) {
        this.price = price;
        this.capacity = capacity;
    }

    @Override
    public int compareTo(Car c) {
        if (this.price < c.price) {
            return -1;
        }
        if (this.price > c.price) {
            return 1;
        }
        return 0;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Car{"  
                "price="   price  
                ", capacity="   capacity  
                '}';
    }
}

保安按经验排序

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public class SecurityMan implements Comparable<SecurityMan> {
    //安保经验
    private int experience;
    //颜值
    private int beauty;

    public SecurityMan(int experience, int beauty) {
        this.experience = experience;
        this.beauty = beauty;
    }

    @Override
    public int compareTo(SecurityMan o) {
        if (this.experience < o.experience) {
            return -1;
        }
        if (this.experience > o.experience) {
            return 1;
        }
        return 0;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "SecurityMan{"  
                "experience="   experience  
                ", beauty="   beauty  
                '}';
    }
}

再来一个Context类,来封装对那些对象进行比较的类

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public class Context {
    public void sortCar(Car[] cars) {
        for (int i = 0; i < cars.length; i  ) {
            int minIndex = i;
            for (int j = i   1; j < cars.length; j  ) {
                minIndex = cars[i].compareTo(cars[j]) > 0 ? j : minIndex;
            }
            Car c = cars[i];
            cars[i] = cars[minIndex];
            cars[minIndex] = c;
        }
    }

    public void sortSecurityMan(SecurityMan[] men) {
        for (int i = 0; i < men.length; i  ) {
            int minIndex = i;
            for (int j = i   1; j < men.length; j  ) {
                minIndex = men[i].compareTo(men[j]) > 0 ? j : minIndex;
            }
            SecurityMan c = men[i];
            men[i] = men[minIndex];
            men[minIndex] = c;
        }
    }

}

那么问题来了,如果老板想要看汽车容量排序怎么办?要看保安颜值排序怎么办?

对于Car类,我们可以加一个属性,比如sortBy,在compareTo方法中加if-else,根据sortBy的值进行不同的排序,而且Context类中也要加对应的方法。

这样的话,后续如果你加更多的排序,就需要修改多处代码,这酸爽。。。

我如果想要对一个对象进行比较的策略能够灵活的指定,这才是坠吼的!!!

comparator接口

java.util Interface Comparator

T - the type of objects that may be compared by this comparator(比较器可以比较的对象类型)

方法

int compare(T o1, T o2) 参数: o1 - 第一个需要排序的对象 o2 - 第二个需要排序的对象 返回: 第一个需要排序的对象如果小于、等于、大于第二个对象,返回负整数,0,正整数

不同的排序策略实现-开始使用策略模式

我们用Comparator接口来实现各种排序策略。

策略1:对汽车按照价格排序

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public class CarPriceComparator implements Comparator<Car> {

    @Override
    public int compare(Car o1, Car o2) {
        if (o1.price < o2.price) return -1;
        else if (o1.price > o2.price) return 1;
        return 0;
    }
}

策略2:对汽车按照容量排序

代码语言:javascript复制
public class CarCapacityComparator implements Comparator<Car> {

    @Override
    public int compare(Car o1, Car o2) {
        if (o1.capacity > o2.capacity) return -1;
        else if (o1.capacity < o2.capacity) return 1;
        return 0;
    }
}

策略3:对保安按照工作经验排序

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public class SecurityManExperienceComparator implements Comparator<SecurityMan> {

    @Override
    public int compare(SecurityMan o1, SecurityMan o2) {
        if (o1.experience < o2.experience) return -1;
        else if (o1.experience > o2.experience) return 1;
        return 0;
    }
}

策略4:对保安按照颜值排序

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public class SecurityManBeautyComparator implements Comparator<SecurityMan> {

    @Override
    public int compare(SecurityMan o1, SecurityMan o2) {
        if (o1.beauty < o2.beauty) return -1;
        else if (o1.beauty > o2.beauty) return 1;
        return 0;
    }
}

这时我们的Context就可以为所欲为了,你想要对谁排序就可以对谁排序,只要你有相应的排序策略就可以。

Context策略切换上下文:

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public class Context<T> {

    private Comparator comparator;

    public Context(Comparator comparator) {
        this.comparator = comparator;
    }

    public void sortWhatYouWant(T[] arr) {
        for (int i = 0; i < arr.length; i  ) {
            int minIndex = i;
            for (int j = i   1; j < arr.length; j  ) {
                minIndex = this.comparator.compare(arr[i], arr[j]) > 0 ? j : minIndex;
            }
            T o = arr[i];
            arr[i] = arr[minIndex];
            arr[minIndex] = o;
        }
    }
}

Client-相当于老板,老板想要什么排序策略,直接调起Context切换策略:

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public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        Car[] cars = {new Car(18, 55), new Car(12, 40), new Car(25, 60)};

        SecurityMan[] men = {new SecurityMan(10, 95), new SecurityMan(6, 92), new SecurityMan(8, 97)};

//        Context ctx = new Context(new CarCapacityComparator());
        Context ctx = new Context(new SecurityManBeautyComparator());
        ctx.sortWhatYouWant(men);
        System.out.println(Arrays.toString(men));
    }
}

这种写法是不是比if-else逼格高了一些呢,^_^

这其实就是策略模式,他很好滴践行了 对修改关闭,对扩展开放的设计原则。

总结一下,我们上面实现的策略模式类图:

策略模式比if-else香在哪呢?有缺点吗?

真香:

  • 执行方式可以自由切换

比如我们上面举的例子,可以对排序策略进行自由的切换。 执行方式可以自由切换是策略模式本身定义的,只要实现抽象策略,它就成为策略家族的一个成员,通过封装角色对其进行封装,保证对外提供“可自由切换”的策略

  • 避免使用多重条件判断

就我们的例子而言,两个类,每个类都有可排序的两个属性,如果分别按照各自的属性排序,得写多少if-else啊!!!

  • 扩展性良好

扩展性当然良好。一个具体的策略很好实现啊。

缺点其实显而易见:

  • 策略类数量增多

每一个策略都是一个类,复用的可能性很小,类数量增多。

  • 所有的策略类都需要对外暴露

每有一个策略,都得告诉别人一下,否则老板也不知道你能不能给我满足我的要求。 也就是说上层模块必须知道有哪些策略,然后才能决定使用哪一个策略,那么我只是想使用了一个策略,我凭什么就要了解这个策略呢?那要你的封装类还有什么意义?

策略模式有哪些使用场景呢?

  • 多个类只有在算法或行为上稍有不同的场景
  • 算法需要自由切换的场景

例如,算法的选择是由使用者决定的,或者算法始终在进化,特别是一些站在技术前沿的行业,连业务专家都无法给你保证这样的系统规则能够存在多长时间,在这种情况下策略模式是你最好的助手。

  • 需要屏蔽算法规则的场景

现在的科技发展得很快,人脑的记忆是有限的(就目前来说是有限的),太多的算法你只要知道一个名字就可以了,传递相关的数字进来,反馈一个运算结果,万事大吉。

我有N多个策略怎么办?

如果系统中的一个策略家族的具体策略数量超过4个,则需要考虑使用混合模式,解决策略类膨胀和对外暴露的问题,否则日后的系统维护就会成为一个烫手山芋,谁都不想接。


针对装策略模式的缺点,我们可以使用其他模式来修正这个缺陷,如工厂方法模式、代理模式或享元模式等。后面我会陆续总结其他设计模式的使用。

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