设计模式之策略模式

设计模式之策略模式

今天介绍下策略模式，直接先上UML图

策略模式的概念

The Strategy Pattern defines a family of algorithms,encapsulates each one,and makes them interchangeable. Strategy lets the algorithm vary independently from clients that use it.
–（翻译）– 定义一系列的算法,把它们一个个封装起来, 并且使它们可相互替换。策略模式使得算法可独立于使用它的客户而变化。

1、需要使用ConcreteStrategy提供的算法。
2、 内部维护一个Strategy的实例。
3、 负责动态设置运行时Strategy具体的实现算法。
4、负责跟Strategy之间的交互和数据传递。

策略模式的组成

— Strategy（抽象策略类）： 通常由一个接口或者抽象类实现。
— ConcreteStrategy（具体策略角色）：包装了相关的算法和行为。一般有多个
— Context（环境角色）：持有一个策略类的引用，最终给客户端调用。

策略模式的应用场景

定义一系列的算法,把它们一个个封装起来, 并且使它们可相互替换。策略模式使得算法可独立于使用它的客户而变化。实际开发中用途，比如google开源的android网络框架volley，volley的超时重发重发机制就使用到了典型策略模式，看源码
RetryPolicy.java 请求重试策略类，定义了三个接口

package com.android.volley;

/**
 * 请求重试策略类
 * 此类属于抽象策略类对应Strategy
 */
public interface RetryPolicy {

    /**
     * 超时时间
     */
    public int getCurrentTimeout();

    /**
     * 重试次数
     */
    public int getCurrentRetryCount();

    /**
     * 针对错误异常的处理
     */
    public void retry(VolleyError error) throws VolleyError;
}

DefaultRetryPolicy.java 默认重试策略，继承了RetryPolicy ，具体实现了接口,我截取了部分代码

public class DefaultRetryPolicy implements RetryPolicy {
   ...
    public static final int DEFAULT_TIMEOUT_MS = 2500;
	private int mCurrentTimeoutMs;
    /** The default number of retries */
    public static final int DEFAULT_MAX_RETRIES = 0;

    /** The default backoff multiplier */
    public static final float DEFAULT_BACKOFF_MULT = 1f;
    
   ...//代表省略掉的代码

    @Override
    public int getCurrentTimeout() {
        return mCurrentTimeoutMs;
    }

    @Override
    public int getCurrentRetryCount() {
        return mCurrentRetryCount;
    }

    @Override
    public void retry(VolleyError error) throws VolleyError {
        mCurrentRetryCount++;
        mCurrentTimeoutMs += (mCurrentTimeoutMs * mBackoffMultiplier);
        if (!hasAttemptRemaining()) {
            throw error;
        }
    }
}

Request.java 请求类，持有一个抽象策略类RetryPolicy 的引用，最终给客户端调用。截取部分代码

public abstract class Request<T> implements Comparable<Request<T>> {
	 private RetryPolicy mRetryPolicy; //持有策略类的引用
	 
	 ...
	 
	public Request(int method, String url, Response.ErrorListener listener) {
        mMethod = method;
        mUrl = url;
        mIdentifier = createIdentifier(method, url);
        mErrorListener = listener;
        setRetryPolicy(new DefaultRetryPolicy());  //设置策略类

        mDefaultTrafficStatsTag = findDefaultTrafficStatsTag(url);
    }
	...
	
	 public Request<?> setRetryPolicy(RetryPolicy retryPolicy) {
        mRetryPolicy = retryPolicy;
        return this;
    }

	...
	
	public final int getTimeoutMs() {
        return mRetryPolicy.getCurrentTimeout();
    }
}

BasicNetwork.java 网络处理类，处理Request，使用到了对应的重试策略，截取部分代码

/**
*遇到异常请求使用到了策略类的getTimeoutMs()方法
*/
private static void attemptRetryOnException(String logPrefix, Request<?> request,
            VolleyError exception) throws VolleyError {
        RetryPolicy retryPolicy = request.getRetryPolicy();
        int oldTimeout = request.getTimeoutMs();

        try {
            retryPolicy.retry(exception);
        } catch (VolleyError e) {
            request.addMarker(
                    String.format("%s-timeout-giveup [timeout=%s]", logPrefix, oldTimeout));
            throw e;
        }
        request.addMarker(String.format("%s-retry [timeout=%s]", logPrefix, oldTimeout));
    }

...

/**
* 网速慢，获取重试策略的重试次数getCurrentRetryCount
*/
 private void logSlowRequests(long requestLifetime, Request<?> request,
            byte[] responseContents, StatusLine statusLine) {
        if (DEBUG || requestLifetime > SLOW_REQUEST_THRESHOLD_MS) {
            VolleyLog.d("HTTP response for request=<%s> [lifetime=%d], [size=%s], " +
                    "[rc=%d], [retryCount=%s]", request, requestLifetime,
                    responseContents != null ? responseContents.length : "null",
                    statusLine.getStatusCode(), request.getRetryPolicy().getCurrentRetryCount());
        }
    }

...

 private static void attemptRetryOnException(String logPrefix, Request<?> request,
            VolleyError exception) throws VolleyError {
        RetryPolicy retryPolicy = request.getRetryPolicy();
        int oldTimeout = request.getTimeoutMs();

        try {
            retryPolicy.retry(exception);
        } catch (VolleyError e) {
            request.addMarker(
                    String.format("%s-timeout-giveup [timeout=%s]", logPrefix, oldTimeout));
            throw e;
        }
        request.addMarker(String.format("%s-retry [timeout=%s]", logPrefix, oldTimeout));
    }

实际使用中，我们可以自定义自己的策略继承RetryPolicy，这样就可以按照我们自己请求策略执行。

下面介绍一个比较简单的实例

自定义简单的策略模式实例

商品实现针对不同等级会员显示对应的会员价，比如一本书原价100元，一级会员打97折，三级会员打8折

PriceStrategy.java，策略类，可以使抽象类或接口，定义算法的公共接口，

/**
 * 定义一个计算价格的接口
 * 它属于抽象策略类
 * @author su
 */
public interface PriceStrategy {
	double priceStrategyInterface(double price);
}

SuperVipStrategy.java，超级会员算法，打八折，继承PriceStrategy

/**
 * 超级会员类
 * 它属于具体策略类，继承了计算价格接口
 * @author su
 *
 */
public class SuperVipStrategy implements PriceStrategy {

	@Override
	public double priceStrategyInterface(double price) {
		return price * 0.8; //打八折
	}
}

OneVipStrategy.java，一级会员算法，打九七折，继承PriceStrategy

/**
 * 一级会员类
 * 它属于具体策略类
 * @author su
 *
 */
public class OneVipStrategy implements PriceStrategy {
	@Override
	public double priceStrategyInterface(double price) {
		return 0.97 * price; //打九七折
	}
}

ThreeVipStrategy.java，三级会员算法，打九五折，继承PriceStrategy

/**
 * 三级会员商品类
 * 它属于具体策略类
 * @author su
 */
public class ThreeVipStrategy implements PriceStrategy {
	@Override
	public double priceStrategyInterface(double price) {
		return 0.95 * price; //九五折
	}
}

Price.java 上下文环境，持有PriceStrategy 的引用。

/**
 * 环境角色
 * @author su
 *
 */
public class Price {
	private PriceStrategy priceStrategy;
	public Price(PriceStrategy priceStrategy){
		this.priceStrategy = priceStrategy;
	}
	public double getVipPrice(double price){
		return priceStrategy.priceStrategyInterface(price);
	}
}

测试实例

public class Test {
	public static void main(String[] args){
		SuperVipStrategy supVipSrategy = new SuperVipStrategy();
		OneVipStrategy onVipStrategy = new OneVipStrategy();
		System.out.print("超级会员价="+new  Price(supVipSrategy).getVipPrice(100));
		System.out.print("一级员价="+new Price(onVipStrategy).getVipPrice(100));
	}
}

-----输出结果---
   超级会员价=80.0一级员价=97.0

实例的uml图

总结

优点

1、 提供了一种替代继承的方法，而且既保持了继承的优点(代码重用)，还比继承更灵活(算法独立，可以任意扩展)；
2、 避免程序中使用多重条件转移语句，使系统更灵活，并易于扩展；
3、 遵守大部分GRASP原则和常用设计原则，高内聚、低偶合；
4、 易于进行单元测试，各个算法区分开，可以针对每个算法进行单元测试；

缺点

1、 因为每个具体策略类都会产生一个新类，所以会增加系统需要维护的类的数量；
2、 选择何种算法需要客户端来创建对象，增加了耦合，这里可以通过与工厂模式结合解决该问题；
3、 程序复杂化。