Delphi模式编程之策略模式(上)

王朝delphi·作者佚名 2006-01-09

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Delphi模式编程之策略模式

刘艺

1.1 模式解说

策略（Strategy）模式的用意是定义一组算法（algorithms），并将每个算法封装到具有共同接口的独立的类中，从而使它们可以相互替换。策略模式让算法变化独立于使用它的客户端。

要了解策略模式的使用动机和意义，我们得先从一个有趣的例子说起。在一个物料管理系统中，出库和入库模块是该系统的核心部分（下面我们以出库为例进行分析）。

对于一个没有面向对象编程经验的程序员，他们往往会把出库的所有逻辑都放在客户端（出库单界面），并在客户端利用条件分支语句来判断该出库单类型是领料、借料还是报损，以便选择不同的出库结算方法，如图 1‑1所示。这样一来，客户端的代码就变得复杂和难以维护。比如：需要新增调拨单类型的出库时，就要修改判断条件，重新编译和发布客户端。当情况愈来愈复杂，条件分支会愈来愈多，添加的程序代码也会愈来愈多，这样让客户端愈来愈大并难以维护，互相影响和出错的可能性增大。

图1‑1 基于面向过程思想设计的出库模块

如果用面向对象的思想来分析，可以把领料单、借料单、报损单看作是出库单的派生类，如图 1‑2所示。这样出库单作为单据基类提供单据的共同接口，而利用继承的办法在子类里实现不同的出库行为。这实际上利用了面向对象里的一个重要概念：多态。

但是这样的设计还有美中不足的地方，这就是环境和行为紧密耦合在一起。也就是说，单据和具体出库的算法紧密耦合在一起。强耦合使得两者不能独立演化，限制了重用性和扩展性。

图 1‑3是利用策略模式重新设计的出库模块。出库单据对象通过一个出库操作对象（即策略模式中的Context）来引用出库策略对象。各种具体的出库策略则由出库策略类的派生类实现。出库单据可以由出库操作和单据样式分别提供出库结算方法和单据显示界面。这样，策略模式就把出库的行为从出库单据的环境中独立出来，出库算法的增减、修改都不会影响到环境和客户端。

图1‑2基于面向对象思想设计的出库模块

图1‑3基于设计模式思想设计的出库模块

策略模式的优势在于算法和环境的分离，两者可以独立演化。为了更好地说明算法和环境分离的好处，我们不妨看一下图 1‑4的设计。在这个设计中，已经没有出库和入库模块的概念，因为我将所有出/入库单据抽象出来，在运行期动态组合单据的界面和行为。通过出/入库操作类，可以维护、查询、配置不同的行为类。抽象出的出/入库行为以策略类的方式封装了其对应的算法，以便完成不同类型的出入库单据的操作。这就显而易见地提高了系统的重用性和可扩展性，减低维护的难度。

图1‑4 策略模式的优势在于算法和环境的分离，两者可以独立演化

由此可见，策略模式适用于以下情形：

· 当许多相关的类之间的差异只在于其行为时。策略模式可以动态地让一个对象在许多行为中选择一种行为。

· 当实现一个目的有多种可选算法时，比如：你出于不同的利弊权衡考虑定义的那些算法（即相当于应用不同的策略）。这些具体的算法可以封装成抽象算法类的派生类，并享用该抽象算法类的统一接口。通过多态性，客户端只要持有一个抽象算法类的对象，就可以选用任何一个具体的算法。

· 当一个算法使用的数据不可以让客户端得知时。使用策略模式可以避免暴露复杂的与算法相关的数据结构。其实客户端也没有必要知道这些与算法相关的知识和数据。

· 当一个类定义有很多行为，且用多个条件语句来判断选择这些行为时。策略模式可以把这些行为转移到对应的具体策略类中，从而避免了难以维护的多重条件选择，体现了面向对象的编程思想。

1.2 结构与用法

策略模式的结构如图 1‑5所示，它包括了以下参与者：

· 抽象策略（TStrategy）——为所有支持的算法声明一个共同的接口。TContext使用这个接口调用由TConcreteStrategy定义和封装的算法。

· 具体策略（TConcreteStrategy）——封装了具体算法或行为。实现TStrategy接口。

· 上下文（TContext）——持有一个到TStrategy的引用。调用TStrategy接口，动态配置具体算法或行为。

图1‑5策略模式的结构