對比Java設(shè)計模式編程中的狀態(tài)模式和策略模式
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，它們又同樣遵循開閉原則，都代表著SOLID設(shè)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(guān)的算法進(jìn)行封裝，給調(diào)用方提供了運行時的靈活性。調(diào)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(jī)，它只會在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(qū)動行為的改變。在策略模式中，是客戶端驅(qū)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(jìn)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(jī)而言，它可以調(diào)用setState方法來修改當(dāng)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(guān)于Java設(shè)計模式的面試題，在這篇關(guān)于Java設(shè)計模式的文章里，我們將會對這點進(jìn)行詳細(xì)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(diào)用，Context中的當(dāng)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(jìn)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(shè)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(shè)計原則，也就是說你的設(shè)計對擴(kuò)展開放而對修改關(guān)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(rèn)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(kuò)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(shè)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(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)具體的策略對象，調(diào)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(jié)構(gòu)上非常相似，但它們?nèi)杂胁煌牡胤?。下面來看下它們之間一些關(guān)鍵的不同點。
- 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(fù)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(zé)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(jìn)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。客戶端可以隨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(jìn)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(jìn)行處理的，而狀態(tài)的改變Context或者State對象都可以進(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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