對比Java設計模式編程中的狀態(tài)模式和策略模式
為了能在Java應用程序中正確的使用狀態(tài)模式和策略模式,開發(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構非常相似,它們又同樣遵循開閉原則,都代表著SOLID設計原則的'O',但它們的意圖是完全不同的。Java中的策略模式是對一組相關的算法進行封裝,給調用方提供了運行時的靈活性。調用方可以在運行時選擇不同的算法,而不用修改使用策略的那個Context類。使用策略模式的經(jīng)典例子包括實現(xiàn)加密算法,壓縮算法,以及排序算法。另一方面,狀態(tài)模式使用一個對象可以在不同的狀態(tài)下表現(xiàn)出不同的行為。真實世界里的對象也是有狀態(tài)的,并且它們會隨著狀態(tài)的不同而有不同的表現(xiàn),比方說自動售貨機,它只會在hasCoin狀態(tài)下才能出售物品,如果你不塞硬幣進去它是不會售貨的?,F(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)模式可以幫助對象來管理它的狀態(tài),而策略模式使得客戶端可以選擇不同的行為。還有一個不太容易看到的區(qū)別是,誰去驅動行為的改變。在策略模式中,是客戶端驅動的,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對象自己來管理的。同樣的,如果你在State對象里面進行狀態(tài)的修改,它必須持有Context的引用,也就是說對自動售貨機而言,它可以調用setState方法來修改當前Context的狀態(tài)。另一方面,策略對象不會持有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)模式是最容易碰見的關于Java設計模式的面試題,在這篇關于Java設計模式的文章里,我們將會對這點進行詳細的介紹。我們會探索這兩種模式的相同點與不同點,這有助于提高你對這兩種模式的理解。
狀態(tài)模式和策略模式的相似點:
如果你看下策略模式和狀態(tài)模式的UML圖,它們看起來非常相似。在狀態(tài)模式中,使用State對象來改變行為的的對象叫Context對象,類似的在策略模式中,使用Strategy對象來改變行為的對象也是Context對象。記住,客戶端是和Context對象交互的。在狀態(tài)模式中,Context代理了狀態(tài)對象的方法調用,Context中的當前對象就是具體的狀態(tài)對象,而在策略模式中,Context操作的也是策略對象,這個對象要么作為參數(shù)傳入進來,要么是在創(chuàng)建Context對象的時候就已經(jīng)提供了。
我們再來看一下這兩種核心的Java設計模式的一些相似點:
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,而不會影響到使用它們的Context對象
兩種模式都遵循開閉的設計原則,也就是說你的設計對擴展開放而對修改關閉。在這兩個模式里,Context對修改是封閉的,新增狀態(tài)或者策略,你不需要修改其它狀態(tài)的Context對象,或者只需要很小的改動
正如狀態(tài)模式中Context對象會有一個初始狀態(tài)一樣,策略模式中的Context通常也有一個默認的策略。
狀態(tài)模式以不同的狀態(tài)對象的方式來封裝不同的行為,而策略模式以不同的策略對象來封裝不同的行為。
這兩種模式都依賴具體的子類來實現(xiàn)具體的行為。每一個具體的策略都擴展自一個抽象的策略類,每個狀態(tài)也都是用來表示狀態(tài)的接口或者抽象類的子類。
狀態(tài)模式實例
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)");
}
}
/**
* 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();
}
}
/*
* 狀態(tài)(State)模式 行為型模式
* 既改變對象的狀態(tài),又改變對象的行為
* 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,由狀態(tài)類自身控制
* 也可以把狀態(tài)值的控制,交由客戶端來設置
*/
WindowContext context = new WindowContext(new WindowState("窗口"));
context.switchState();
context.switchState();
context.switchState();
context.switchState();
}
}
打印
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)
策略模式實例
/**
* 商品促銷
* 本類為:收取現(xiàn)金的類
*/
public interface ICashSuper {
double acceptCash(double money);
}
/**
* 正常收取現(xiàn)金
* @author stone
*
*/
public class CashNormal implements ICashSuper {
@Override
public double acceptCash(double money) {
return money;
}
}
/**
* 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();
}
}
/**
* 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;
}
}
}
/**
* 根據(jù)傳遞的的策略類,執(zhí)行相應的行為
*/
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)具體的策略對象,調用它的算法行為
public double acceptCash(double money) {
return this.casher.acceptCash(money);
}
}
public class Test {
public static void main(String[] args) {
double money = 998; //原價
CashContext cashContext = new CashContext(new CashNormal());
System.out.println("原價:" + 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
}
}
打印
原價: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)了解到這兩個模式在結構上非常相似,但它們仍有不同的地方。下面來看下它們之間一些關鍵的不同點。
- 策略模式封裝了一系列的相關的算法,使用客戶端可以在運行時通過組合和委托來使用不同的行為,而狀態(tài)模式使得對象可以在不同的狀態(tài)下展現(xiàn)出不同的行為。
- 這兩個模式的另一個不同之處在于狀態(tài)模式封裝的是對象的狀態(tài),而策略模式封裝的是一個算法或者策略。由于狀態(tài)是和對象耦合在一起的,它無法重用,而通過策略或者算法獨立于它的上下文,使得它們可以重復使用。
- 狀態(tài)模式中,狀態(tài)本身會包含Context的引用,從而實現(xiàn)狀態(tài)遷移 ,但策略模式則沒有Context的引用
- 具體的策略可以作為一個參數(shù)傳遞給使用它們的對象,比如說Collections.sort()接受一個Comparator,這是一個策略。另狀態(tài)本身 是 Context對象的一部分,隨著時間的遷移,Context對象會從一個狀態(tài)遷移遷移到另一個狀態(tài)下。
- 盡管兩種模式都遵循了開閉原則,策略模式還遵循了單一職責原則,因為每個策略都 封裝的是獨立 的算法,不同的策略獨立于其它策略。改變一個策略并不會影響到另一個策略的實現(xiàn)。
- 從理論上說,策略模式和狀態(tài)模式還有一個不同,前者定義的是一個對象“如何”去做一件事情,比如說如何對數(shù)據(jù)進行排序,而另一方面,狀態(tài)模式定義的是“什么”以及“何時“,比如說一個對象能做什么,某個時間點它處于哪個狀態(tài)。
- 狀態(tài)的遷移順序在狀態(tài)模式中是定義好的,而策略模式則沒有這樣的要求??蛻舳丝梢噪S便選擇使用哪個策略。
- 常見的策略模式的例子都是封裝算法,比如說排序算法,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)進行狀態(tài)間的遷移,而不希望嵌套許多條件語句,那么狀態(tài)模式就是你的首選,因為它非常簡單.
- 最后也是最重要的一個區(qū)別在于,策略模式是由客戶端進行處理的,而狀態(tài)的改變Context或者State對象都可以進行。
這就是關于Java中策略模式和狀態(tài)模式的所有區(qū)別。正如我所說的,它們在UML圖中看起來非常類似,兩者都遵循了開閉原則,并且封裝了行為。策略模式是用來封裝算法或者策略的,它會在運行時作為參數(shù)或者組合對象來提供給Context對象,而狀態(tài)模式則是用來管理狀態(tài)遷移 的。
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