為了能在Java應(yīng)用程序中正確的使用狀態(tài)模式和策略模式，開(kāi)發(fā)人員需要清楚地知道這兩種模式之間的區(qū)別。盡管狀態(tài)模式和策略模式的結(jié)構(gòu)非常相似，它們又同樣遵循開(kāi)閉原則，都代表著SOLID設(shè)計(jì)原則的'O'，但它們的意圖是完全不同的。Java中的策略模式是對(duì)一組相關(guān)的算法進(jìn)行封裝，給調(diào)用方提供了運(yùn)行時(shí)的靈活性。調(diào)用方可以在運(yùn)行時(shí)選擇不同的算法，而不用修改使用策略的那個(gè)Context類。使用策略模式的經(jīng)典例子包括實(shí)現(xiàn)加密算法，壓縮算法，以及排序算法。另一方面，狀態(tài)模式使用一個(gè)對(duì)象可以在不同的狀態(tài)下表現(xiàn)出不同的行為。真實(shí)世界里的對(duì)象也是有狀態(tài)的，并且它們會(huì)隨著狀態(tài)的不同而有不同的表現(xiàn)，比方說(shuō)自動(dòng)售貨機(jī)，它只會(huì)在hasCoin狀態(tài)下才能出售物品，如果你不塞硬幣進(jìn)去它是不會(huì)售貨的。現(xiàn)在你可以很清楚地看到策略模式和狀態(tài)模式的區(qū)別了，它們的目的是不一樣的。狀態(tài)模式可以幫助對(duì)象來(lái)管理它的狀態(tài)，而策略模式使得客戶端可以選擇不同的行為。還有一個(gè)不太容易看到的區(qū)別是，誰(shuí)去驅(qū)動(dòng)行為的改變。在策略模式中，是客戶端驅(qū)動(dòng)的，它給上下文信息提供了不同的策略，而在狀態(tài)模式中，狀態(tài)的遷移是由Context或者State對(duì)象自己來(lái)管理的。同樣的，如果你在State對(duì)象里面進(jìn)行狀態(tài)的修改，它必須持有Context的引用，也就是說(shuō)對(duì)自動(dòng)售貨機(jī)而言，它可以調(diào)用setState方法來(lái)修改當(dāng)前Context的狀態(tài)。另一方面，策略對(duì)象不會(huì)持有Context的引用 ，它的客戶端將選中的策略傳遞給Context。策略模式和狀態(tài)模式是最容易碰見(jiàn)的關(guān)于Java設(shè)計(jì)模式的面試題，在這篇關(guān)于Java設(shè)計(jì)模式的文章里，我們將會(huì)對(duì)這點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)的介紹。我們會(huì)探索這兩種模式的相同點(diǎn)與不同點(diǎn)，這有助于提高你對(duì)這兩種模式的理解。
狀態(tài)模式和策略模式的相似點(diǎn)：
如果你看下策略模式和狀態(tài)模式的UML圖，它們看起來(lái)非常相似。在狀態(tài)模式中，使用State對(duì)象來(lái)改變行為的的對(duì)象叫Context對(duì)象，類似的在策略模式中，使用Strategy對(duì)象來(lái)改變行為的對(duì)象也是Context對(duì)象。記住，客戶端是和Context對(duì)象交互的。在狀態(tài)模式中，Context代理了狀態(tài)對(duì)象的方法調(diào)用，Context中的當(dāng)前對(duì)象就是具體的狀態(tài)對(duì)象，而在策略模式中，Context操作的也是策略對(duì)象，這個(gè)對(duì)象要么作為參數(shù)傳入進(jìn)來(lái)，要么是在創(chuàng)建Context對(duì)象的時(shí)候就已經(jīng)提供了。
我們?cè)賮?lái)看一下這兩種核心的Java設(shè)計(jì)模式的一些相似點(diǎn)：
狀態(tài)模式和策略模式都很容易新增新的狀態(tài)或者策略，而不會(huì)影響到使用它們的Context對(duì)象
兩種模式都遵循開(kāi)閉的設(shè)計(jì)原則，也就是說(shuō)你的設(shè)計(jì)對(duì)擴(kuò)展開(kāi)放而對(duì)修改關(guān)閉。在這兩個(gè)模式里，Context對(duì)修改是封閉的，新增狀態(tài)或者策略，你不需要修改其它狀態(tài)的Context對(duì)象，或者只需要很小的改動(dòng)
正如狀態(tài)模式中Context對(duì)象會(huì)有一個(gè)初始狀態(tài)一樣，策略模式中的Context通常也有一個(gè)默認(rèn)的策略。
狀態(tài)模式以不同的狀態(tài)對(duì)象的方式來(lái)封裝不同的行為，而策略模式以不同的策略對(duì)象來(lái)封裝不同的行為。
這兩種模式都依賴具體的子類來(lái)實(shí)現(xiàn)具體的行為。每一個(gè)具體的策略都擴(kuò)展自一個(gè)抽象的策略類，每個(gè)狀態(tài)也都是用來(lái)表示狀態(tài)的接口或者抽象類的子類。
狀態(tài)模式實(shí)例
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public class WindowState { private String stateValue; public WindowState(String stateValue) { this.stateValue = stateValue; } public String getStateValue() { return stateValue; } public void setStateValue(String stateValue) { this.stateValue = stateValue; } public void handle() { /* * 根據(jù)不同狀態(tài)做不同操作， 再切換狀態(tài) */ if ("窗口".equals(stateValue)) { switchWindow(); this.stateValue = "全屏"; } else if ("全屏".equals(stateValue)) { switchFullscreen(); this.stateValue = "窗口"; } } private void switchWindow() { System.out.println("切換為窗口狀態(tài)"); } private void switchFullscreen() { System.out.println("切換為全屏狀態(tài)"); } } |
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/** * 狀態(tài)的使用 */public class WindowContext { private WindowState state; public WindowContext(WindowState state) { this.state = state; } public WindowState getState() { return state; } public void setState(WindowState state) { this.state = state; } public void switchState() { this.state.handle(); } } |
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/* * 狀態(tài)(State)模式 行為型模式 * 既改變對(duì)象的狀態(tài)，又改變對(duì)象的行為 * 根據(jù)狀態(tài)，改變行為 */ public class Test { public static void main(String[] args) { /* * 本例的 狀態(tài)值只有兩個(gè)，由狀態(tài)類自身控制 * 也可以把狀態(tài)值的控制，交由客戶端來(lái)設(shè)置 */ WindowContext context = new WindowContext(new WindowState("窗口")); context.switchState(); context.switchState(); context.switchState(); context.switchState(); } } |
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切換為窗口狀態(tài) 切換為全屏狀態(tài) 切換為窗口狀態(tài) 切換為全屏狀態(tài) |
策略模式實(shí)例
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/** * 商品促銷 * 本類為：收取現(xiàn)金的類 */public interface ICashSuper { double acceptCash(double money); } |
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/** * 正常收取現(xiàn)金 * @author stone * */public class CashNormal implements ICashSuper { @Override public double acceptCash(double money) { return money; } } |
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/** * 打折收取現(xiàn)金 * @author stone * */public class CashRebate implements ICashSuper { private double rebate; //折扣 public CashRebate (double rebate) { this.rebate = rebate; } @Override public double acceptCash(double money) { return new BigDecimal(money * rebate / 10).setScale(2, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).doubleValue(); } } |
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/** * 讓利返現(xiàn) 收取現(xiàn)金 * @author stone * */public class CashReturn implements ICashSuper { private double moneyCondition; //返現(xiàn)底限金額 private double returnMoney; //返還金額 public CashReturn(double moneyCondition, double returnMoney) { this.moneyCondition = moneyCondition; this.returnMoney = returnMoney; } @Override public double acceptCash(double money) {//多重返利 if (money >= moneyCondition) { return money - Math.floor(money / moneyCondition) * returnMoney; } else { return money; } } } |
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/** * 根據(jù)傳遞的的策略類，執(zhí)行相應(yīng)的行為 */public class CashContext { private ICashSuper casher; public CashContext() { } public CashContext(ICashSuper casher) { this.casher = casher; } public void setCasher(ICashSuper casher) { this.casher = casher; } //根據(jù)具體的策略對(duì)象，調(diào)用它的算法行為 public double acceptCash(double money) { return this.casher.acceptCash(money); } } |
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public class Test { public static void main(String[] args) { double money = 998; //原價(jià) CashContext cashContext = new CashContext(new CashNormal()); System.out.println("原價(jià)：" + cashContext.acceptCash(money)); //通常 策略 cashContext.setCasher(new CashRebate(8.5)); System.out.println("打85折：" + cashContext.acceptCash(money)); //折扣 策略 85折 cashContext.setCasher(new CashReturn(300, 50)); System.out.println("滿300 返50：" + cashContext.acceptCash(money)); //返現(xiàn) 策略 滿300 返50 } } |
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原價(jià)：998.0 打85折：848.3 滿300 返50：848.0 |
策略模式和狀態(tài)模式的區(qū)別
我們已經(jīng)了解到這兩個(gè)模式在結(jié)構(gòu)上非常相似，但它們?nèi)杂胁煌牡胤健Ｏ旅鎭?lái)看下它們之間一些關(guān)鍵的不同點(diǎn)。
- 策略模式封裝了一系列的相關(guān)的算法，使用客戶端可以在運(yùn)行時(shí)通過(guò)組合和委托來(lái)使用不同的行為，而狀態(tài)模式使得對(duì)象可以在不同的狀態(tài)下展現(xiàn)出不同的行為。
- 這兩個(gè)模式的另一個(gè)不同之處在于狀態(tài)模式封裝的是對(duì)象的狀態(tài)，而策略模式封裝的是一個(gè)算法或者策略。由于狀態(tài)是和對(duì)象耦合在一起的，它無(wú)法重用，而通過(guò)策略或者算法獨(dú)立于它的上下文，使得它們可以重復(fù)使用。
- 狀態(tài)模式中，狀態(tài)本身會(huì)包含Context的引用，從而實(shí)現(xiàn)狀態(tài)遷移 ，但策略模式則沒(méi)有Context的引用
- 具體的策略可以作為一個(gè)參數(shù)傳遞給使用它們的對(duì)象，比如說(shuō)Collections.sort()接受一個(gè)Comparator，這是一個(gè)策略。另狀態(tài)本身 是 Context對(duì)象的一部分，隨著時(shí)間的遷移，Context對(duì)象會(huì)從一個(gè)狀態(tài)遷移遷移到另一個(gè)狀態(tài)下。
- 盡管兩種模式都遵循了開(kāi)閉原則，策略模式還遵循了單一職責(zé)原則，因?yàn)槊總€(gè)策略都 封裝的是獨(dú)立 的算法，不同的策略獨(dú)立于其它策略。改變一個(gè)策略并不會(huì)影響到另一個(gè)策略的實(shí)現(xiàn)。
- 從理論上說(shuō)，策略模式和狀態(tài)模式還有一個(gè)不同，前者定義的是一個(gè)對(duì)象“如何”去做一件事情，比如說(shuō)如何對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行排序，而另一方面，狀態(tài)模式定義的是“什么”以及“何時(shí)“，比如說(shuō)一個(gè)對(duì)象能做什么，某個(gè)時(shí)間點(diǎn)它處于哪個(gè)狀態(tài)。
- 狀態(tài)的遷移順序在狀態(tài)模式中是定義好的，而策略模式則沒(méi)有這樣的要求。客戶端可以隨便選擇使用哪個(gè)策略。
- 常見(jiàn)的策略模式的例子都是封裝算法，比如說(shuō)排序算法，加密算法，或者壓縮算法。如果你發(fā)現(xiàn)代碼中需要使用到不同的算法，那么你可以考慮使用策略模式。而如果你需要管理狀態(tài)進(jìn)行狀態(tài)間的遷移，而不希望嵌套許多條件語(yǔ)句，那么狀態(tài)模式就是你的首選，因?yàn)樗浅：?jiǎn)單.
- 最后也是最重要的一個(gè)區(qū)別在于，策略模式是由客戶端進(jìn)行處理的，而狀態(tài)的改變Context或者State對(duì)象都可以進(jìn)行。
這就是關(guān)于Java中策略模式和狀態(tài)模式的所有區(qū)別。正如我所說(shuō)的，它們?cè)赨ML圖中看起來(lái)非常類似，兩者都遵循了開(kāi)閉原則，并且封裝了行為。策略模式是用來(lái)封裝算法或者策略的，它會(huì)在運(yùn)行時(shí)作為參數(shù)或者組合對(duì)象來(lái)提供給Context對(duì)象，而狀態(tài)模式則是用來(lái)管理狀態(tài)遷移 的。
