策略模式
定义
策略模式(StrategyPattern)：定义一系列算法，将每一个算法封装起来，并让它们可以相互替换。策略模式让算法独立于使用它的客户而变化，也称为政策模式(Policy)。
策略模式是一种对象行为型模式。
模式结构
- Context: 环境类
- Strategy: 抽象策略类
- ConcreteStrategy: 具体策略类
时序图
代码实现
Stratege.js
/**
* 排序策略父类
*/
class Stratege {
sort() {
throw new Error('顶级父类的sort不能直接调用')
}
}
/**
* 冒泡排序
*/
class BubbleStratege extends Stratege {
sort([...arr]) {
for (let i = 0; i < arr.length; i++) {
for(let j = 0; j < arr.length; j++) {
if (arr[j] > arr[j + 1]) {
let temp = arr[j];
arr[j] = arr[j + 1];
arr[j + 1] = temp;
}
}
}
return arr;
}
}
/**
* 选择排序
*/
class ChoosenStratege extends Stratege {
sort([...arr]) {
for (let i = 0; i < arr.length; i++) {
for(let j = i + 1; j < arr.length; j++) {
if (arr[i] > arr[j]) {
let temp = arr[i];
arr[i] = arr[j];
arr[j] = temp;
}
}
}
return arr;
}
}
/**
* 插入排序
*/
class InsertStatege extends Stratege {
sort([...arr]) {
for(let i = 1; i < arr.length; i++) {
let value = arr[i];
let j = i - 1;
while(j >= 0 && arr[j] > value) {
arr[j + 1] = arr[j];
j --;
}
arr[j + 1] = value;
}
return arr;
}
}
module.exports = {
BubbleStratege,
ChoosenStratege,
InsertStatege,
}
Context.js
/**
* 上下文
*/
module.exports = class Context {
constructor(arr) {
this.arr = arr;
}
setSort(stratege) {
return stratege.sort(this.arr);
}
}
main.js
const Context = require('./Context');
const {
BubbleStratege,
ChoosenStratege,
InsertStatege,
} = require('./Stratege')
function main() {
//生成随机数组
let arr = Array.from({length: Math.ceil(Math.random() * 20)}, _ => Math.floor(Math.random() * 100));
console.log(arr, '原始数组')
//上下文
const context = new Context(arr);
//冒泡排序策略
let arr1 = context.setSort(new BubbleStratege());
console.log(arr1, '应用冒泡策略')
//选择排序策略
let arr2 = context.setSort(new ChoosenStratege());
console.log(arr2, '应用选择策略')
//插入排序策略
let arr3 = context.setSort(new InsertStatege());
console.log(arr3, '应用插入策略')
}
main();
运行结果
0|main | [ 33, 69, 59, 69, 25, 95, 66, 14, 27, 61, 43, 22, 38 ] '原始数组'
0|main | [ 14, 22, 25, 27, 33, 38, 43, 59, 61, 66, 69, 69, 95 ] '应用冒泡策略'
0|main | [ 14, 22, 25, 27, 33, 38, 43, 59, 61, 66, 69, 69, 95 ] '应用选择策略'
0|main | [ 14, 22, 25, 27, 33, 38, 43, 59, 61, 66, 69, 69, 95 ] '应用插入策略'
0|main | [ 64, 31, 69, 31 ] '原始数组'
0|main | [ 31, 31, 64, 69 ] '应用冒泡策略'
0|main | [ 31, 31, 64, 69 ] '应用选择策略'
0|main | [ 31, 31, 64, 69 ] '应用插入策略'
0|main | [ 59, 59, 85, 48, 0, 72, 95, 9, 22, 2, 27, 18, 17, 23, 59 ] '原始数组'
0|main | [ 0, 2, 9, 17, 18, 22, 23, 27, 48, 59, 59, 59, 72, 85, 95 ] '应用冒泡策略'
0|main | [ 0, 2, 9, 17, 18, 22, 23, 27, 48, 59, 59, 59, 72, 85, 95 ] '应用选择策略'
0|main | [ 0, 2, 9, 17, 18, 22, 23, 27, 48, 59, 59, 59, 72, 85, 95 ] '应用插入策略'
0|main | [ 24, 19, 56, 43, 28, 17, 24, 25, 91, 16, 18, 98, 27, 87, 95, 47, 49, 75 ] '原始数组'
0|main | [ 16, 17, 18, 19, 24, 24, 25, 27, 28, 43, 47, 49, 56, 75, 87, 91, 95, 98 ] '应用冒泡策略'
0|main | [ 16, 17, 18, 19, 24, 24, 25, 27, 28, 43, 47, 49, 56, 75, 87, 91, 95, 98 ] '应用选择策略'
0|main | [ 16, 17, 18, 19, 24, 24, 25, 27, 28, 43, 47, 49, 56, 75, 87, 91, 95, 98 ] '应用插入策略'
0|main | [ 34, 50, 27 ] '原始数组'
0|main | [ 27, 34, 50 ] '应用冒泡策略'
0|main | [ 27, 34, 50 ] '应用选择策略'
0|main | [ 27, 34, 50 ] '应用插入策略'
模式分析
- 策略模式是一个比较容易理解和使用的设计模式，策略模式是对算法的封装，它把算法的责任和算法本身分割开，委派给不同的对象管理。策略模式通常把一个系列的算法封装到一系列的策略类里面，作为一个抽象策略类的子类。用一句话来说，就是“准备一组算法，并将每一个算法封装起来，使得它们可以互换”。
- 在策略模式中，应当由客户端自己决定在什么情况下使用什么具体策略角色
- 策略模式仅仅封装算法，提供新算法插入到已有系统中，以及老算法从系统中“退休”的方便，策略模式并不决定在何时使用何种算法，算法的选择由客户端来决定。这在一定程度上提高了系统的灵活性，但是客户端需要理解所有具体策略类之间的区别，以便选择合适的算法，这也是策略模式的缺点之一，在一定程度上增加了客户端的使用难度。
优点
- 策略模式提供了对“开闭原则”的完美支持，用户可以在不修改原有系统的基础上选择算法或行为，也可以灵活地增加新的算法或行为。
- 策略模式提供了管理相关的算法族的办法。
- 策略模式提供了可以替换继承关系的办法。
- 使用策略模式可以避免使用多重条件转移语句。
缺点
- 客户端必须知道所有的策略类，并自行决定使用哪一个策略类。
- 策略模式将造成产生很多策略类，可以通过使用享元模式在一定程度上减少对象的数量。
总结
- 在策略模式中定义了一系列算法，将每一个算法封装起来，并让它们可以相互替换。策略模式让算法独立于使用它的客户而变化，也称为政策模式。策略模式是一种对象行为型模式。
- 策略模式包含三个角色：环境类在解决某个问题时可以采用多种策略，在环境类中维护一个对抽象策略类的引用实例；抽象策略类为所支持的算法声明了抽象方法，是所有策略类的父类；具体策略类实现了在抽象策略类中定义的算法。
- 策略模式是对算法的封装，它把算法的责任和算法本身分割开，委派给不同的对象管理。策略模式通常把一个系列的算法封装到一系列的策略类里面，作为一个抽象策略类的子类。
- 策略模式主要优点在于对“开闭原则”的完美支持，在不修改原有系统的基础上可以更换算法或者增加新的算法，它很好地管理算法族，提高了代码的复用性，是一种替换继承，避免多重条件转移语句的实现方式；其缺点在于客户端必须知道所有的策略类，并理解其区别，同时在一定程度上增加了系统中类的个数，可能会存在很多策略类。
- 策略模式适用情况包括：在一个系统里面有许多类，它们之间的区别仅在于它们的行为，使用策略模式可以动态地让一个对象在许多行为中选择一种行为；一个系统需要动态地在几种算法中选择一种；避免使用难以维护的多重条件选择语句；希望在具体策略类中封装算法和与相关的数据结构。