策略模式——略施小計(jì)就徹底消除了多重 if else
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先貼個(gè)阿里的《 Java 開發(fā)手冊(cè)》中的一個(gè)規(guī)范
我們先不探討其他方式,主要講策略模式。
定義
策略模式(Strategy Design Pattern):封裝可以互換的行為,并使用委托來決定要使用哪一個(gè)。
策略模式是一種行為設(shè)計(jì)模式, 它能讓你定義一系列算法, 并將每種算法分別放入獨(dú)立的類中, 以使算法的對(duì)象能夠相互替換。
用人話翻譯后就是:運(yùn)行時(shí)我給你這個(gè)類的方法傳不同的 “key”,你這個(gè)方法就去執(zhí)行不同的業(yè)務(wù)邏輯。
你品,你細(xì)品,這不就是 if else 干的事嗎?
先直觀的看下傳統(tǒng)的多重 if else 代碼
- public String getCheckResult(String type) {
- if ("校驗(yàn)1".equals(type)) {
- return "執(zhí)行業(yè)務(wù)邏輯1";
- } else if ("校驗(yàn)2".equals(type)) {
- return "執(zhí)行業(yè)務(wù)邏輯2";
- } else if ("校驗(yàn)3".equals(type)) {
- return "執(zhí)行業(yè)務(wù)邏輯3";
- } else if ("校驗(yàn)4".equals(type)) {
- return "執(zhí)行業(yè)務(wù)邏輯4";
- } else if ("校驗(yàn)5".equals(type)) {
- return "執(zhí)行業(yè)務(wù)邏輯5";
- } else if ("校驗(yàn)6".equals(type)) {
- return "執(zhí)行業(yè)務(wù)邏輯6";
- } else if ("校驗(yàn)7".equals(type)) {
- return "執(zhí)行業(yè)務(wù)邏輯7";
- } else if ("校驗(yàn)8".equals(type)) {
- return "執(zhí)行業(yè)務(wù)邏輯8";
- } else if ("校驗(yàn)9".equals(type)) {
- return "執(zhí)行業(yè)務(wù)邏輯9";
- }
- return "不在處理的邏輯中返回業(yè)務(wù)錯(cuò)誤";
- }
這么看,你要是還覺得挺清晰的話,想象下這些 return 里是各種復(fù)雜的業(yè)務(wù)邏輯方法~~
當(dāng)然,策略模式的作用可不止是避免冗長(zhǎng)的 if-else 或者 switch 分支,它還可以像模板方法模式那樣提供框架的擴(kuò)展點(diǎn)等。
網(wǎng)上的示例很多,比如不同路線的規(guī)劃、不同支付方式的選擇 都是典型的 if-else 問題,也都是典型的策略模式問題,栗子我們待會(huì)看,先看下策略模式的類圖,然后去改造多重判斷~
類圖
策略模式涉及到三個(gè)角色:
- Strategy:策略接口或者策略抽象類,用來約束一系列的策略算法(Context 使用這個(gè)接口來調(diào)用具體的策略實(shí)現(xiàn)算法)
- ConcreateStrategy:具體的策略類(實(shí)現(xiàn)策略接口或繼承抽象策略類)
- Context:上下文類,持有具體策略類的實(shí)例,并負(fù)責(zé)調(diào)用相關(guān)的算法
應(yīng)用策略模式來解決問題的思路
實(shí)例
先看看最簡(jiǎn)單的策略模式 demo:
1、策略接口(定義策略)
- public interface Strategy {
- void operate();
- }
2、具體的算法實(shí)現(xiàn)
- public class ConcreteStrategyA implements Strategy {
- @Override
- public void operate() {
- //具體的算法實(shí)現(xiàn)
- System.out.println("執(zhí)行業(yè)務(wù)邏輯A");
- }
- }
- public class ConcreteStrategyB implements Strategy {
- @Override
- public void operate() {
- //具體的算法實(shí)現(xiàn)
- System.out.println("執(zhí)行業(yè)務(wù)邏輯B");
- }
- }
3、上下文的實(shí)現(xiàn)
- public class Context {
- //持有一個(gè)具體的策略對(duì)象
- private Strategy strategy;
- //構(gòu)造方法,傳入具體的策略對(duì)象
- public Context(Strategy strategy){
- this.strategy = strategy;
- }
- public void doSomething(){
- //調(diào)用具體的策略對(duì)象進(jìn)操作
- strategy.operate();
- }
- }
4、客戶端使用(策略的使用)
- public static void main(String[] args) {
- Context context = new Context(new ConcreteStrategyA());
- context.doSomething();
- }
ps:這種策略的使用方式其實(shí)很死板,真正使用的時(shí)候如果還這么寫,和寫一大推 if-else 沒什么區(qū)別,所以我們一般會(huì)結(jié)合工廠類,在運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)確定使用哪種策略。策略模式側(cè)重如何選擇策略、工廠模式側(cè)重如何創(chuàng)建策略。
解析策略模式
策略模式的功能就是把具體的算法實(shí)現(xiàn)從具體的業(yè)務(wù)處理中獨(dú)立出來,把它們實(shí)現(xiàn)成單獨(dú)的算法類,從而形成一系列算法,并讓這些算法可以互相替換。
策略模式的重心不是如何來實(shí)現(xiàn)算法,而是如何組織、調(diào)用這些算法,從而讓程序結(jié)構(gòu)更靈活,具有更好的維護(hù)性和擴(kuò)展性。
實(shí)際上,每個(gè)策略算法具體實(shí)現(xiàn)的功能,就是原來在 if-else 結(jié)構(gòu)中的具體實(shí)現(xiàn),每個(gè) if-else 語(yǔ)句都是一個(gè)平等的功能結(jié)構(gòu),可以說是兄弟關(guān)系。
策略模式呢,就是把各個(gè)平等的具體實(shí)現(xiàn)封裝到單獨(dú)的策略實(shí)現(xiàn)類了,然后通過上下文與具體的策略類進(jìn)行交互。
『 策略模式 = 實(shí)現(xiàn)策略接口(或抽象類)的每個(gè)策略類 + 上下文的邏輯分派 』
策略模式的本質(zhì):分離算法,選擇實(shí)現(xiàn) ——《研磨設(shè)計(jì)模式》
所以說,策略模式只是在代碼結(jié)構(gòu)上的一個(gè)調(diào)整,即使用了策略模式,該寫的邏輯一個(gè)也少不了,到邏輯分派的時(shí)候,只是變相的 if-else。
而它的優(yōu)化點(diǎn)是抽象了出了接口,將業(yè)務(wù)邏輯封裝成一個(gè)一個(gè)的實(shí)現(xiàn)類,任意地替換。在復(fù)雜場(chǎng)景(業(yè)務(wù)邏輯較多)時(shí)比直接 if-else 更好維護(hù)和擴(kuò)展些。
誰(shuí)來選擇具體的策略算法
如果你手寫了上邊的 demo,就會(huì)發(fā)現(xiàn),這玩意不及 if-else 來的順手,尤其是在判斷邏輯的時(shí)候,每個(gè)邏輯都要要構(gòu)造一個(gè)上下文對(duì)象,費(fèi)勁。
其實(shí),策略模式中,我們可以自己定義誰(shuí)來選擇具體的策略算法,有兩種:
客戶端:當(dāng)使用上下文時(shí),由客戶端選擇,像我們上邊的 demo
上下文:客戶端不用選,由上下文來選具體的策略算法,可以在構(gòu)造器中指定
優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn):
避免多重條件語(yǔ)句:也就是避免大量的 if-else
更好的擴(kuò)展性(完全符合開閉原則):策略模式中擴(kuò)展新的策略實(shí)現(xiàn)很容易,無需對(duì)上下文修改,只增加新的策略實(shí)現(xiàn)類就可以
缺點(diǎn):
客戶必須了解每種策略的不同(這個(gè)可以通過 IOC、依賴注入的方式解決)
增加了對(duì)象數(shù):每個(gè)具體策略都封裝成了類,可能備選的策略會(huì)很多
只適合扁平的算法結(jié)構(gòu):策略模式的一系列算法是平等的,也就是在運(yùn)行時(shí)刻只有一個(gè)算法會(huì)被使用,這就限制了算法使用的層級(jí),不能嵌套使用
思考
實(shí)際使用中,往往不會(huì)只是單一的某個(gè)設(shè)計(jì)模式的套用,一般都會(huì)混合使用,而且模式之間的結(jié)合也是沒有定勢(shì)的,要具體問題具體分析。
策略模式往往會(huì)結(jié)合其他模式一起使用,比如工廠、模板等,具體使用需要結(jié)合自己的業(yè)務(wù)。
切記,不要為了使用設(shè)計(jì)模式而強(qiáng)行模式,不要把簡(jiǎn)單問題復(fù)雜化。
策略模式也不是專為消除 if-else 而生的,不要和 if-else 劃等號(hào)。它體現(xiàn)了“對(duì)修改關(guān)閉,對(duì)擴(kuò)展開放“的原則。
并不是說,看到 if-else 就想著用策略模式去優(yōu)化,業(yè)務(wù)邏輯簡(jiǎn)單,可能幾個(gè)枚舉,或者幾個(gè)衛(wèi)語(yǔ)句就搞定的場(chǎng)景,就不用非得硬套設(shè)計(jì)模式了。
策略模式在 JDK 中的應(yīng)用
在 JDK 中,Comparator 比較器是一個(gè)策略接口,我們常用的 compare() 方法就是一個(gè)具體的策略實(shí)現(xiàn),用于定義排序規(guī)則。
- public interface Comparator<T> {
- int compare(T o1, T o2);
- //......
- }
當(dāng)我們想自定義排序規(guī)則的時(shí)候,就可以實(shí)現(xiàn) Comparator 。
這時(shí)候我們重寫了接口中的 compare() 方法,就是具體的策略類(只不過這里可能是內(nèi)部類)。當(dāng)我們?cè)谡{(diào)用 Arrays 的排序方法 sort() 時(shí),可以用默認(rèn)的排序規(guī)則,也可以用自定義的規(guī)則。
- public static void main(String[] args) {
- Integer[] data = {4,2,7,5,1,9};
- Comparator<Integer> comparator = new Comparator<Integer>() {
- @Override
- public int compare(Integer o1, Integer o2) {
- if(o1 > o2){
- return 1;
- } else {
- return -1;
- }
- }
- };
- Arrays.sort(data,comparator);
- System.out.println(Arrays.toString(data));
- }
Arrays 的 sort() 方法,有自定義規(guī)則就按自己的方法排序,反之走源碼邏輯。
- public static <T> void sort(T[] a, Comparator<? super T> c) {
- if (c == null) {
- sort(a);
- } else {
- if (LegacyMergeSort.userRequested)
- legacyMergeSort(a, c);
- else
- TimSort.sort(a, 0, a.length, c, null, 0, 0);
- }
- }
還有,ThreadPoolExecutor 中的拒絕策略 RejectedExecutionHandler 也是典型的策略模式,感興趣的也可以再看看源碼。
參考與感謝:
《用 Map + 函數(shù)式接口來實(shí)現(xiàn)策略模式》
《研磨設(shè)計(jì)模式》