小谈设计模式（3）—策略模式

小谈设计模式（3）—策略模式

专栏介绍

主要对目前市面上常见的23种设计模式进行逐一分析和总结，希望有兴趣的小伙伴们可以看一下，会持续更新的。希望各位可以监督我，我们一起学习进步，加油，各位。

策略模式

策略模式（Strategy Pattern）是一种行为型设计模式，它定义了一系列的算法，将每个算法封装起来，使它们可以互相替换。策略模式让算法的变化独立于使用算法的客户端。

主要角色

当我们使用策略模式时，通常会涉及三个主要角色：环境（Context）、抽象策略（Strategy）和具体策略（Concrete Strategy）。

环境（Context）

环境类是策略模式的核心，它持有一个策略对象的引用，并在运行时根据具体需求调用策略对象的算法。环境类提供了一个接口或方法，用于设置和获取策略对象。在客户端使用策略模式时，通常需要与环境类进行交互。

抽象策略（Strategy）

抽象策略类是策略模式的接口或抽象类，定义了具体策略类所必须实现的算法。抽象策略类通常包含一个或多个抽象方法，用于描述策略的行为。客户端通过调用抽象策略类中的方法来使用具体策略。

具体策略（Concrete Strategy）

具体策略类是策略模式的实现类，实现了抽象策略类中定义的算法。具体策略类根据具体的业务需求，实现了不同的算法逻辑。在客户端使用策略模式时，可以根据需要选择合适的具体策略类。

角色总结

环境类持有一个策略对象的引用，并在运行时根据具体需求调用策略对象的算法。抽象策略类定义了具体策略类所必须实现的算法，而具体策略类实现了具体的算法逻辑。通过使用策略模式，可以将算法的定义和使用分离，提高代码的灵活性、可维护性和可扩展性。

核心思想

策略模式的核心思想是将算法的定义和使用分离。在策略模式中，我们将不同的算法封装成不同的策略类，并通过环境类持有一个策略对象的引用。在运行时，根据具体需求选择合适的策略对象，并调用其算法。

封装算法

策略模式将不同的算法封装成不同的策略类。每个策略类都实现了一种具体的算法逻辑。通过封装算法，我们可以将其与其他代码分离，使得算法的定义更加清晰、可读、可维护。

定义抽象策略

策略模式定义了一个抽象策略类，其中包含了策略类所必须实现的方法。抽象策略类可以是一个接口或者抽象类。通过定义抽象策略，我们可以统一不同策略类的接口，使得客户端可以以统一的方式使用不同的策略。

使用环境类

策略模式通过环境类持有一个策略对象的引用。在运行时，客户端可以根据具体需求选择合适的策略对象，并将其设置到环境类中。环境类在运行时根据具体需求调用策略对象的算法，实现了算法的动态切换。

思想总结

通过将算法的定义和使用分离，策略模式提高了代码的灵活性、可维护性和可扩展性。它使得算法的修改和增加变得更加简单，不需要修改原有的代码。同时，策略模式也符合开闭原则，可以方便地增加新的策略类。

Java代码实现——以一个游戏角色攻击方式的例子

首先，我们定义一个抽象策略类 AttackStrategy，它声明了一个 attack() 方法：

public interface AttackStrategy {
    void attack();
}

然后，我们定义两种具体的攻击策略类：MeleeAttackStrategy 和 RangedAttackStrategy，它们分别实现了 AttackStrategy 接口：

public class MeleeAttackStrategy implements AttackStrategy {
    @Override
    public void attack() {
        System.out.println("近战攻击");
    }
}

public class RangedAttackStrategy implements AttackStrategy {
    @Override
    public void attack() {
        System.out.println("远程攻击");
    }
}

接下来，我们定义一个环境类 Character，它持有一个 AttackStrategy 对象，并提供一个 setAttackStrategy() 方法用于动态设置攻击策略：

public class Character {
    private AttackStrategy attackStrategy;

    public void setAttackStrategy(AttackStrategy attackStrategy) {
        this.attackStrategy = attackStrategy;
    }

    public void attack() {
        attackStrategy.attack();
    }
}

最后，我们可以在客户端中使用策略模式：

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Character character = new Character();
        
        character.setAttackStrategy(new MeleeAttackStrategy());
        character.attack(); // 输出：近战攻击
        
        character.setAttackStrategy(new RangedAttackStrategy());
        character.attack(); // 输出：远程攻击
    }
}

代码分析

在上述代码中，我们通过设置不同的攻击策略，使得角色可以使用不同的攻击方式。这样，当需要增加新的攻击方式时，只需要实现新的具体策略类，并在客户端中设置新的攻击策略即可，而不需要修改原有的代码。

优缺点分析

优点

算法的封装性

策略模式将不同的算法封装成不同的策略类，使得每个策略类都只关注自己的算法逻辑，提高了代码的可读性和可维护性。

策略的替换性

由于策略模式将算法的定义和使用分离，所以在运行时可以根据具体需求选择不同的策略对象，实现算法的动态切换。这样可以方便地替换和扩展算法，而不需要修改原有的代码。

算法的扩展性

策略模式符合开闭原则，可以方便地增加新的策略类。当需要增加新的算法时，只需要添加一个新的策略类，并在环境类中设置该策略对象即可，不需要修改原有的代码。

算法的复用性

策略模式将算法封装成独立的策略类，可以在不同的场景中复用相同的算法。这样可以避免代码的重复编写，提高了代码的复用性。

缺点

增加了类的数量

使用策略模式会增加类的数量，每个具体策略类都需要单独定义一个类。如果策略较多，可能会导致类的数量过多，增加代码的复杂性。

客户端需要了解不同的策略类

客户端在使用策略模式时，需要了解不同的策略类，并选择合适的策略对象。如果策略较多，可能会增加客户端的复杂性。

策略的选择逻辑

在使用策略模式时，需要根据具体需求选择合适的策略对象。这个选择逻辑可能会比较复杂，需要考虑多个因素，增加了代码的复杂性。

优缺点总结

总的来说，策略模式通过将算法的定义和使用分离，提高了代码的灵活性、可维护性和可扩展性。它将不同的算法封装成不同的策略类，实现了算法的动态切换和复用。然而，策略模式也会增加类的数量，增加客户端的复杂性，并且需要考虑策略的选择逻辑。在使用策略模式时，需要权衡其优点和缺点，选择合适的使用方式。