1.概述
在軟件開(kāi)發(fā)中也常常遇到類(lèi)似的情況额获,實(shí)現(xiàn)某一個(gè)功能有多種算法或者策略够庙,我們可以根據(jù)環(huán)境或者條件的不同
選擇不同的算法或者策略來(lái)完成該功能。如查找抄邀、排序等耘眨,一種常用的方法是硬編碼(Hard Coding)在一個(gè)類(lèi)中,
如需要提供多種查找算法境肾,可以將這些算法寫(xiě)到一個(gè)類(lèi)中剔难,在該類(lèi)中提供多個(gè)方法,
每一個(gè)方法對(duì)應(yīng)一個(gè)具體的查找算法奥喻;當(dāng)然也可以將這些查找算法封裝在一個(gè)統(tǒng)一的
方法中偶宫,通過(guò)if…else…或者case等條件判斷語(yǔ)句來(lái)進(jìn)行選擇。這兩種實(shí)現(xiàn)方法我
們都可以稱(chēng)之為硬編碼环鲤,如果需要增加一種新的查找算法纯趋,需要修改封裝算法類(lèi)
的源代碼;更換查找算法冷离,也需要修改客戶(hù)端調(diào)用代碼吵冒。在這個(gè)算法類(lèi)中封裝了
大量查找算法,該類(lèi)代碼將較復(fù)雜西剥,維護(hù)較為困難痹栖。如果我們將這些策略包含在
客戶(hù)端,這種做法更不可取瞭空,將導(dǎo)致客戶(hù)端程序龐大而且難以維護(hù)揪阿,如果存在大
量可供選擇的算法時(shí)問(wèn)題將變得更加嚴(yán)重疗我。
例子1:
商場(chǎng)產(chǎn)品銷(xiāo)售:可以正常價(jià)格售出南捂,可以打折形式售出碍粥,也可以通過(guò)積分的形式,不管哪種形式黑毅,最后要的就是一個(gè)最后的總價(jià)
例子2:
出行旅游:我們可以有幾個(gè)策略可以考慮:可以騎自行車(chē),汽車(chē)钦讳,做火車(chē)矿瘦,飛 機(jī)。每個(gè)策略都可以得到相同的結(jié)果愿卒,但是它們使用了不同的資源缚去。選擇策略的依據(jù)是費(fèi)用,時(shí)間琼开,使用工具還有每種方式的方便程度 易结。
例子3:
HeadFirst案例:不同的鴨子具有不同的飛行行為,鳴叫行為柜候,不同的飛行行為或鳴叫行為就是不同的算法策略
2.問(wèn)題
如何讓算法和對(duì)象(客戶(hù)端)分開(kāi)來(lái)搞动,使得算法可以獨(dú)立于使用它的客戶(hù)而變化?
3.解決方案
策略模式:
定義一系列的算法,把每一個(gè)算法封裝起來(lái), 并且使它們可相互替換渣刷。本模式使得算法可獨(dú)立于使用它的客戶(hù)而變化鹦肿。也稱(chēng)為政策模式(Policy)。 策略模式把對(duì)象本身和運(yùn)算規(guī)則區(qū)分開(kāi)來(lái)辅柴,其功能非常強(qiáng)大箩溃,因?yàn)檫@個(gè)設(shè)計(jì)模式本身的核心思想就是面向?qū)ο缶幊痰亩嘈涡缘乃枷搿?/code>
4.適用性
當(dāng)存在以下情況時(shí)使用Strategy模式
- 許多相關(guān)的類(lèi)僅僅是行為有異。 “策略”提供了一種用多個(gè)行為中的一個(gè)行為來(lái)配置一個(gè)類(lèi)的方法碌嘀。即一個(gè)系統(tǒng)需要?jiǎng)討B(tài)地在幾種算法中選擇一種涣旨。
- 需要使用一個(gè)算法的不同變體。例如股冗,你可能會(huì)定義一些反映不同的空間 /時(shí)間權(quán)衡的算法霹陡。當(dāng)這些變體實(shí)現(xiàn)為一個(gè)算法的類(lèi)層次時(shí) ,可以使用策略模式。
- 算法使用客戶(hù)不應(yīng)該知道的數(shù)據(jù)魁瞪∧侣桑可使用策略模式以避免暴露復(fù)雜的、與算法相關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)导俘。
- 一個(gè)類(lèi)定義了多種行為 , 并且這些行為在這個(gè)類(lèi)的操作中以多個(gè)條件語(yǔ)句的形式出現(xiàn)峦耘。將相關(guān)的條件分支移入它們各自的Strategy類(lèi)中以代替這些條件語(yǔ)句。
5.swift實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)圖
6.模式的組成
- 環(huán)境類(lèi)(Context):用一個(gè)ConcreteStrategy對(duì)象來(lái)配置旅薄。維護(hù)一個(gè)對(duì)Strategy對(duì)象的引用辅髓∑溃可定義一個(gè)接口來(lái)讓Strategy訪(fǎng)問(wèn)它的數(shù)據(jù)。
- 抽象策略類(lèi)(Strategy):定義所有支持的算法的公共接口洛口。 Context使用這個(gè)接口來(lái)調(diào)用某ConcreteStrategy定義的算法矫付。
- 具體策略類(lèi)(ConcreteStrategy):以Strategy接口實(shí)現(xiàn)某具體算法。
7.效果
Strategy模式有下面的一些優(yōu)點(diǎn):
- 相關(guān)算法系列 Strategy類(lèi)層次為Context定義了一系列的可供重用的算法或行為第焰。 繼承有助于析取出這些算法中的公共功能买优。
- 擴(kuò)展性良好: 繼承提供了另一種支持多種算法或行為的方法。你可以直接生成一個(gè)Context類(lèi)的子類(lèi)挺举,從而給它以不同的行為杀赢。但這會(huì)將行為硬行編制到 Context中,而將算法的實(shí)現(xiàn)與Context的實(shí)現(xiàn)混合起來(lái),從而使Context難以理解湘纵、難以維護(hù)和難以擴(kuò)展脂崔,而且還不能動(dòng)態(tài)地改變算法。最后你得到一堆相關(guān)的類(lèi) , 它們之間的唯一差別是它們所使用的算法或行為梧喷。 將算法封裝在獨(dú)立的Strategy類(lèi)中使得你可以獨(dú)立于其Context改變它砌左,使它易于切換、易于理解铺敌、易于擴(kuò)展汇歹。
- 避免使用多重條件判斷 :Strategy模式提供了用條件語(yǔ)句選擇所需的行為以外的另一種選擇。當(dāng)不同的行為堆砌在一個(gè)類(lèi)中時(shí) ,很難避免使用條件語(yǔ)句來(lái)選擇合適的行為偿凭。將行為封裝在一個(gè)個(gè)獨(dú)立的Strategy類(lèi)中消除了這些條件語(yǔ)句秤朗。含有許多條件語(yǔ)句的代碼通常意味著需要使用Strategy模式。
- 算法可以自由切換:實(shí)現(xiàn)的選擇 Strategy模式可以提供相同行為的不同實(shí)現(xiàn)笔喉。客戶(hù)可以根據(jù)不同時(shí)間 /空間權(quán)衡取舍要求從不同策略中進(jìn)行選擇取视。
- 降低耦合:策略以相同的方式調(diào)用所有的算法,減少客戶(hù)端與算法類(lèi)之間的耦合
Strategy模式缺點(diǎn):
- 所有策略類(lèi)都需要對(duì)外暴露: 本模式有一個(gè)潛在的缺點(diǎn)常挚,就是一個(gè)客戶(hù)要選擇一個(gè)合適的Strategy就必須知道這些Strategy到底有何不同作谭。此時(shí)可能不得不向客戶(hù)暴露具體的實(shí)現(xiàn)問(wèn)題。因此僅當(dāng)這些不同行為變體與客戶(hù)相關(guān)的行為時(shí) , 才需要使用Strategy模式奄毡。
- Strategy和Context之間的通信開(kāi)銷(xiāo) :無(wú)論各個(gè)ConcreteStrategy實(shí)現(xiàn)的算法是簡(jiǎn)單還是復(fù)雜, 它們都共享Strategy定義的接口折欠。因此很可能某些 ConcreteStrategy不會(huì)都用到所有通過(guò)這個(gè)接口傳遞給它們的信息;簡(jiǎn)單的 ConcreteStrategy可能不使用其中的任何信息吼过!這就意味著有時(shí)Context會(huì)創(chuàng)建和初始化一些永遠(yuǎn)不會(huì)用到的參數(shù)锐秦。如果存在這樣問(wèn)題 , 那么將需要在Strategy和Context之間更進(jìn)行緊密的耦合。
- 策略類(lèi)會(huì)增多:可以通過(guò)使用享元模式在一定程度上減少對(duì)象的數(shù)量盗忱。 增加了對(duì)象的數(shù)目 Strategy增加了一個(gè)應(yīng)用中的對(duì)象的數(shù)目酱床。有時(shí)你可以將 Strategy實(shí)現(xiàn)為可供各Context共享的無(wú)狀態(tài)的對(duì)象來(lái)減少這一開(kāi)銷(xiāo)。任何其余的狀態(tài)都由 Context維護(hù)趟佃。Context在每一次對(duì)Strategy對(duì)象的請(qǐng)求中都將這個(gè)狀態(tài)傳遞過(guò)去扇谣。共享的 Strategy不應(yīng)在各次調(diào)用之間維護(hù)狀態(tài)昧捷。
8.實(shí)現(xiàn)
抽象類(lèi)
//這里其實(shí)可以用協(xié)議替代
class CashSuper: NSObject {
//優(yōu)點(diǎn)1: 繼承有助于析取出這些算法中的公共功能。
//缺點(diǎn)2: Strategy和Context之間的通信開(kāi)銷(xiāo)罐寨,對(duì)于子類(lèi)實(shí)現(xiàn)的通信接口(acceptCash)靡挥,參數(shù)(money)可以會(huì)永遠(yuǎn)不會(huì)使用
func acceptCash(money: Double) -> Double {
return 0.0
}
}
具體實(shí)現(xiàn)對(duì)象--打折類(lèi)(其它策略類(lèi) 類(lèi)似)
//打折類(lèi)
class CashRebate: CashSuper {
private var moneyRebate: Double = 1.0
init(moneyRebate: Double) {
self.moneyRebate = moneyRebate
super.init()
}
//打折返回
override func acceptCash(money: Double) -> Double {
return money * moneyRebate
}
}
客戶(hù)端對(duì)象
//客戶(hù)端對(duì)象(具體使用的對(duì)象)
class CashContext: NSObject {
private var cs: CashSuper!
//優(yōu)點(diǎn)4: 客戶(hù)可以根據(jù)不同時(shí)間 /空間權(quán)衡取舍要求從不同策略中進(jìn)行選擇。
//優(yōu)點(diǎn)3: 將算法封裝在獨(dú)立的Strategy類(lèi)中使得你可以獨(dú)立于其Context改變它鸯绿,使它易于切換跋破、易于理解、易于擴(kuò)展瓶蝴。
//缺點(diǎn)3: 策略模式將造成產(chǎn)生很多策略類(lèi)
func cashContext(type: CacultorType) {
switch type {
case .Normal:
cs = CashNormal()
case .Rebate:
cs = CashRebate(moneyRebate: 0.8)
case .Return:
cs = CashReturn(moneyCondition: 300, moneyReturn: 100)
}
}
//優(yōu)點(diǎn)2: 策略以相同的方式調(diào)用所有的算法幔烛,減少客戶(hù)端與算法類(lèi)之間的耦合
//傳入初始金額,利用私有cs囊蓝,計(jì)算最終金額
func getResult(money: Double) -> Double {
return cs.acceptCash(money: money)
}
}
9.HeadFirst -- 策略模式
class Duck {
//fly 和 quack 不是每個(gè)子類(lèi)都可能具備的所以它們是變化的部分令蛉,應(yīng)該抽取出來(lái)
//設(shè)計(jì)原則:使用組合(FlyBehavior, QuackBehivor)而不是使用繼承
var flyBehavior: FlyBehavior? //針對(duì)接口(FlyBehavior)編程而不是針對(duì)實(shí)現(xiàn)編程
var quackBehavior: QuackBehivor? //針對(duì)接口(QuackBehivor)編程而不是針對(duì)實(shí)現(xiàn)編程
//不需要變化的行為
func swim() {
print("I can swim")
}
//根據(jù)子類(lèi)的而變化的行為
func display() {
}
func performQuack() {
flyBehavior?.fly()
}
func performFly() {
quackBehavior?.quack()
}
}
//具體子類(lèi)聚霜,綠頭鴨
class Mallard: Duck {
override func display() {
print("一只綠頭鴨")
}
}
變化的行為Fly
//設(shè)計(jì)原則:封裝變化-找出應(yīng)用中需要變化的地方,將他們獨(dú)立出來(lái)珠叔,不要和不需要變化的代碼混合到一塊
//設(shè)計(jì)原則:針對(duì)接口編程而不是針對(duì)實(shí)現(xiàn)編程
protocol FlyBehavior {
func fly()
}
extension FlyBehavior {
func fly() {
print("默認(rèn)實(shí)現(xiàn)")
}
}
//下面是針對(duì)FlyBehavior協(xié)議定義的算法簇
class FlyWithWings: FlyBehavior {
func fly() {
print("I can fly!")
}
}
class FlyNoWay: FlyBehavior {
// func fly() {
// print("I can't fly!")
// }
}
變化的行為Quack
//設(shè)計(jì)原則:封裝變化-找出應(yīng)用中需要變化的地方蝎宇,將他們獨(dú)立出來(lái),不要和不需要變化的代碼混合到一塊
//設(shè)計(jì)原則:針對(duì)接口編程而不是針對(duì)實(shí)現(xiàn)編程
protocol QuackBehivor {
func quack()
}
//下面是針對(duì)QuackBehivor協(xié)議定義的算法簇
class Quack: QuackBehivor {
func quack() {
print("Quack")
}
}
class Slient: QuackBehivor {
func quack() {
print("slient")
}
}
class Squeak: QuackBehivor {
func quack() {
print("Squeak")
}
}
總結(jié)
HeadFirst策略模式使用的設(shè)計(jì)原則
-
封裝變化
-找出應(yīng)用中需要變化的地方祷安,將他們獨(dú)立出來(lái)姥芥,不要和不需要變化的代碼混合到一塊 -
針對(duì)接口編程而不是針對(duì)實(shí)現(xiàn)編程
-針對(duì)接口編程實(shí)際上就是針對(duì)超類(lèi)型編程,其關(guān)鍵在于多態(tài)汇鞭,利用多態(tài)就可以實(shí)現(xiàn)超類(lèi)型編程凉唐,也就是根據(jù)實(shí)現(xiàn)情況來(lái)執(zhí)行具體的行為,而不是綁定在超類(lèi)型的行為上霍骄。通俗一點(diǎn)來(lái)說(shuō)台囱,就是聲明一個(gè)變量,這個(gè)變量的類(lèi)型就是超類(lèi)型(超類(lèi)型通過(guò)是一個(gè)抽象類(lèi)或一個(gè)接口读整,在swift中接口就是協(xié)議,不過(guò)和java的接口相比簿训,swift協(xié)議可以有默認(rèn)實(shí)現(xiàn)),只要具體實(shí)現(xiàn)此超類(lèi)型的對(duì)象都可以直接賦值給上面的變量。也就是說(shuō)不用關(guān)心執(zhí)行具體的對(duì)象類(lèi)型米间。 多使用組合而不是繼承
HeadFirst策略模式
策略模式定義了算法族强品,分別封裝起來(lái),讓他們之前可以相互替換屈糊。此模式讓算法的變化獨(dú)立于使用算法的客戶(hù)的榛。