设计模式研究(一)实例比较TemplateMethod与Strategy

一、模式简介

1、模板方法

 

用意:准备一个抽象类,将部分逻辑以具体方法以及具体构造子的形式实现,然后声明一些抽象方法来迫使子类实现剩余的逻辑。不同的子类可以以不同的方式实现这些抽象方法,从而对剩余的逻辑有不同的实现。 

 2、策略


用意:针对一组算法,将每一个算法封装到具有共同接口的独立的类中,从而使得它们可以相互替换 。

二、实例比较

Template Method模式和Strategy模式都可以分离通用的算法和具体的上下文。

Template Method模式通过继承解决,Strategy通过委托解决。

分别用以上两个模式来实现冒泡排序。

1、 Template Method

 public abstract class BubbleSorter
    {
        
private int operations = 0;
        
protected int length = 0;
        
protected int DoSort()
        {
            operations 
= 0;
            
if (length < 1)
                
return operations;
            
for (int nextToLast = length - 1; nextToLast >= 0; nextToLast--)
            {
                
for (int index = 0; index < nextToLast; index++)
                {
                    
if (OutOfOrder(index))
                        Swap(index);
                    operations
++;
                }
            }
                
return operations;
        }
        
protected abstract void Swap(int index);
        
protected abstract Boolean OutOfOrder(int index);
    }
    
public class DoubleBubblerSorter:BubbleSorter  
    {
        
private double[] array = null;
        
public int Sort(double[] a)
        {
            array 
= a;
            length 
= a.Length;
            
return DoSort();
        }
        
protected override  void Swap(int index)
        {
            
double t = array[index];
            array[index] 
= array[index + 1];
            array[index 
+ 1= t;
        }
        
protected override Boolean OutOfOrder(int index)
        {
            
return (array[index] > array[index + 1]);
        }
        
public void PrintArray()
        {
            
foreach (var a in array)
            {
                Console.WriteLine(a);
            }
        }
    }

通用算法Swap(交换数据),OutOfOrder(是否该交换)被放置在基类中,通过继承,DoubleBubblerSorter实现了针对Double Array的BubblerSorter

继承关系是强耦合的,BubbleSorter中包含了冒泡排序的算法DoSort。 DoubleBubblerSorter依赖于BubbleSorter。

运行一下

DoubleBubblerSorter bs = new DoubleBubblerSorter();
bs.Sort(new double[] { 12.2342.13.53.84.51.6 });
bs.PrintArray();

2、Strategy

 public  class BubbleSorter
    {
        
private int operations = 0;
        
private int length = 0;
        
private SortHandle sorthandle = null;
        
public BubbleSorter(SortHandle sh)
        {
            sorthandle = sh;
        }

        
public int Sort(object array)
        {
            sorthandle.SetArray(array);
            length = sorthandle.Length();
            operations = 0;
            
if (length < 1)
                
return operations;
            
for (int nextToLast = length - 1; nextToLast >= 0; nextToLast--)
            {
                
for (int index = 0; index < nextToLast; index++)
                {
                    
if (sorthandle.OutOfOrder(index))
                        sorthandle.Swap(index);
                    operations++;
                }
            }
            
return operations;
        }

    }
    
public interface SortHandle
    {
         
void Swap(int index);
         Boolean OutOfOrder(int index);
         
int Length();
         
void SetArray(object array);
    }
    
public class IntSortHandle : SortHandle
    {
        
private int[] array = null;
        
public void Swap(int index)
        {
            
int t = array[index];
            array[index] = array[index + 1];
            array[index + 1= t;
        }
        
public  Boolean OutOfOrder(int index)
        {
            
return (array[index] > array[index + 1]);
        }
        
public void SetArray(object array)
        {
            
this.array = (int[])array;
        }
        
public int Length()
        {
            
return array.Length;
        }
        
public void PrintArray()
        {
            
foreach (var a in array)
            {
                Console.WriteLine(a);
            }
        }
    }

上面,扮演Strategy中Context角色的BubbleSorter,包含了冒泡的具体算法。

IntSortHandle 对BubbleSorter却是一无所知的,它不需要依赖于实现了冒泡排序算法的BubbleSorter。
在TemplateMethod中,Swap和OutOfOrder的实现依赖于冒泡排序算法(DoubleBubblerSorter依赖于BubbleSorter)。

而在 Strategy中,IntSortHandle 不需要依赖于BubbleSorter,所以我们可以在其他的排序中使用IntSortHandle

同样,运行如下:

IntSortHandle ibs = new IntSortHandle ();
BubbleSorter2 bs2 = new BubbleSorter2(ibs);
bs2.Sort(new int[] { 82315 });
ibs.PrintArray();

通过上面的例子我们可以看到Strategy模式的好处, 因为Strategy模式完全的遵守DIP原则,所以每个具体实现都可以被多个不同的通用算法操作。

三、补充说明

依赖倒置原则(DIP)

DIP解释:
1、高层模块不应该依赖于低层模块,二者都应该依赖于抽象。  
2、抽象不应该依赖于细节。细节应该依赖于抽象。
DIP中依赖于抽象的把握:
1、任何变量都不应该持有一个指向具体来的引用。  
2、任何类都不应该从具体来派生。  
3、任何方法都不应该覆写它的任何基类中的已经实现的方法。
我们在项目中的做法:
每个较高层次都为它所需要的服务声明一个抽象接口,较低的层次实现了这些抽象接口。  
每个高层类都通过该抽象接口使用下一层,这样高层就不依赖于低层。低层反而依赖于高层中声明的抽象服务接口。

可以参考我之前写的一篇文章:谈谈我对DI的 理解

四、参考资料

原文地址:https://www.cnblogs.com/tenghoo/p/TemplateMethod_Strategy.html