23種設計模式—④政策模式

1.政策模式官方定義及分析

1. 政策模式也叫政策模式，允許程式在運作時選擇一個算法執行，通常存在一類算法實作提供外部選擇執行，這裡的算法，也可以叫政策。
2. 定義一類算法，各自獨立封裝實作，并且互相之間是可替換的。除此之外，由用戶端決定具體使用何種算法。

兩個定義中都提及到了算法一詞，這裡的算法含義比較寬泛，指的是一個業務操作。

定義中提到的 通常存在一類算法實作提供外部選擇執行 ; 定義一類算法，各自獨立封裝實作，并且互相之間是可替換的。 很像是父類中定義方法，不同的子類去重寫方法，是以說政策模式展現的是父類與子類的關系。但在很多時候，它是以接口的形式實作，将各個”子類“具有的公共方法抽象封裝成接口方法，再用“子類”去實作接口，重寫接口中的方法。如UML類圖中所示。

圖中包含OperationA和OperationB兩個類，也可以稱其為算法，算法内中A和B由各自的業務邏輯，do()方法，将這兩個類的公共方法封裝成一個政策類（接口）。然後引入一個Context類，這個類的作用是連接配接Strategy接口和用戶端Client類，使政策類能被用戶端給調用，Context被叫做上下文類。在Context類中傳入Strategy接口的某一個實作類的執行個體，即A或B的執行個體對象，然後在類内部定義一個公共的executeStrategy()方法，用戶端調用這個方法，即可擷取到對應的A或B的實作方法。

綜上，使用政策模式分為以下幾個步驟：

1.定義抽象政策角色(Strategy)： 即上圖中的接口，接口中包括所有共用的方法。

2. 定義具體政策角色(ConcreteStrategy)： 即上圖中接口的實作類A和B。

3. 定義環境角色(Context)： 即上圖中的Context類，用于連接配接政策角色與用戶端。

2.政策模式實作示例

使用政策模式實作電腦的加減乘除功能

定義抽象政策角色（Stratrgy）

public interface Operation {
    /**
     * 定義運算的共有方法 
     */
    int doOperation(int num1,int num2);
}
           

定義具體政策角色（ConcreteStrategy）

加法實作類

public class OperatonAdd implements Operation {
    @Override
    public int doOperation(int num1, int num2) {
        return num1 + num2;
    }
}
           

減法實作類

public class OperationSub implements Operation {
    @Override
    public int doOperation(int num1, int num2) {
        return num1 - num2;
    }
}
           

乘法實作類

public class OperationMultiply implements Operation {
    @Override
    public int doOperation(int num1, int num2) {
        return num1 * num2;
    }
}
           

除法實作類

public class OperationDivide implements Operation {
    @Override
    public int doOperation(int num1, int num2) {
        return num1 / num2;
    }
}
           

定義環境角色（Context）

并進行測試實作

public class Calculator {

    private Operation operation;

    public void setOperation(Operation operation) {
        this.operation = operation;
    }

    public int doOperation(int num1,int num2){
        return this.operation.doOperation(num1,num2);
    }
    //測試
    public static void main(String[] args) {
        Calculator calculator1 = new Calculator();
        calculator1.setOperation(new OperatonAdd());
        System.out.println(calculator1.doOperation(2, 1));

        Calculator calculator2 = new Calculator();
        calculator2.setOperation(new OperationSub());
        System.out.println(calculator2.doOperation(2, 1));

        Calculator calculator3 = new Calculator();
        calculator3.setOperation(new OperationMultiply());
        System.out.println(calculator3.doOperation(2, 2));

        Calculator calculator4 = new Calculator();
        calculator4.setOperation(new OperationDivide());
        System.out.println(calculator4.doOperation(2, 2));
    }
}
           

政策模式的使用場景

• 許多相關類僅僅是行為不同。
• 需要使用一個算法的不同實作。
• 算法使用了客戶不應該知道的資料。政策模式可以避免暴露複雜的、與算法相關的資料結構。
• 一個類定義了很多行為，而且這些行為在這個類裡的操作以多個條件語句的形式出現。政策模式将相關的條件分支移入它們各自的 Strategy 類中以代替這些條件語句。