C# 设计模式系列教程-策略模式

在讲策略模式之前，我先给大家举个日常生活中的例子，从首都国际机场到XXX酒店，怎么过去？1）酒店接机服务，直接开车来接。2）打车过去。3)机场快轨+地铁 4）机场巴士 5）公交车 6）走路过去(不跑累死的话） 等等。使用方法，我们都可以达到从机场到XXX酒店的目的，对吧。那么我所列出的从机场到XXX酒店的的方法，就是我们可以选择的策略。

再举个例子，就是我们使用WCF时，往往避免不了对它进行扩展，例如授权，我们可以通过自定义授权来扩展WCF。这里我们可以通过自定义AuthorizationPolicy和ServiceAuthorizationManager来实现对它的扩展，这是策略模式的一个真实应用。

1. 概述

它定义了算法家族，分别封装起来，让它们之间可以互相替换，此模式让算法的变化不会影响到使用算法的客户端。

2. 模式中的角色

2.1 策略类（Stratege）：定义所有支持的算法的公共接口。

2.2 具体策略类（Concrete Stratege）：封装了具体的算法或行为，继承于Stratege类。

2.3 上下文类（Context）：用一个ConcreteStratege来配置，维护一个对Stratege对象的引用。

对比开篇例子分析一下这个模式中的角色：

在从机场到XXX酒店的这个例子中，策略类中必然要包括GoToHotel这个方法。而具体策略类应该实现或继承策略类，它的实现就不用说了。上下文类，这个类很重要，也很有意思，因为它需要去选择使用哪个策略，例如这个上下我是我，我要从机场到XXX酒店，1）我根本不差钱，酒店也提供接机服务，那我必然选择酒店接机呀；2）如果酒店不提供接机我就选择打的。3）如果我囊中羞涩，就可以选择公共交通。4）如果我现在钱都花完了，连吃饭的钱都没有了，那么我只能选择走路过去了，没准半道上还得讨饭呢！

3. 模式解读

3.1 策略模式的一般化类图

3.2 策略模式的代码实现

/// <summary>
/// 策略类，定义了所有支持的算法的公共接口
/// </summary>
public abstract class Stratege
{
 /// <summary>
 /// 策略类中支持的算法，当然还可以有更多，这里只定义了一个。
 /// </summary>
 public abstract void Algorithm();
}

/// <summary>
/// 具体策略 A，实现了一种具体算法
/// </summary>
public class ConcreteStrategeA : Stratege
{

/// <summary>
 /// 具体算法
 /// </summary>
 public override void Algorithm()
 {
  // 策略A中实现的算法
 }
}
/// <summary>
/// 具体策略 B，实现了一种具体算法
/// </summary>
public class ConcreteStrategeB : Stratege
{

/// <summary>
 /// 具体算法
 /// </summary>
 public override void Algorithm()
 {
  // 策略B中实现的算法
 }
}

/// <summary>
/// Context 上下文，维护一个对Stratege对象的引用
/// </summary>
public class Context
{
 private Stratege m_Stratege;

/// <summary>
 /// 初始化上下文时，将具体策略传入
 /// </summary>
 /// <param name="stratege"></param>
 public Context(Stratege stratege)
 {
  m_Stratege = stratege;
 }

/// <summary>
 /// 根据具体策略对象，调用其算法
 /// </summary>
 public void ExecuteAlgorithm()
 {
  m_Stratege.Algorithm();
 }
}

4. 模式总结

4.1 优点

4.1.1 策略模式是一种定义一系列算法的方法，从概念上来看，所有算法完成的都是相同的工作，只是实现不同，它可以以相同的方式调用所有的算法，减少了各种算法类与使用算法类之间的耦合。

4.1.2 策略模式的Stratege类为Context定义了一系列的可供重用的算法或行为。继承有助于析取出这些算法的公共功能。

4.1.3 策略模式每个算法都有自己的类，可以通过自己的接口单独测试。因而简化了单元测试。

4.1.4 策略模式将具体算法或行为封装到Stratege类中，可以在使用这些类中消除条件分支（避免了不同行为堆砌到一个类中）。

4.2 缺点

将选择具体策略的职责交给了客户端，并转给Context对象

4.3 适用场景

4.3.1 当实现某个功能需要有不同算法要求时

4.3.2 不同时间应用不同的业务规则时

5. 实例：排序是我们经常接触到的算法，实现对一个数组的排序有很多方法，即可以采用不同的策略。下面给出了排序功能的策略模式的解决方案。

5.1 实现类图

5.2 代码实现

/// <summary>
/// 排序算法策略
/// </summary>
public abstract class SortStratege
{
 /// <summary>
 /// 排序
 /// </summary>
 /// <param name="array"></param>
 /// <returns></returns>
 public abstract int[] Sort(int[] array);
}

/// <summary>
/// 冒泡排序
/// </summary>
public class BubbleSort : SortStratege
{
 /// <summary>
 /// 冒泡排序算法(递增排序)
 /// </summary>
 /// <param name="array"></param>
 /// <returns></returns>
 public override int[] Sort(int[] array)
 {
  // 实现冒泡排序算法
  for (int i = 0; i < array.Length; i++)
  {
   for (int j = i + 1; j < array.Length; j++)
   {
    if (array[i] > array[j])
    {
     int temp = array[j];
     array[j] = array[i];
     array[i] = temp;
    }
   }
  }

return array;
 }
}

/// <summary>
/// 插入排序
/// </summary>
public class InsertSort : SortStratege
{

/// <summary>
 /// 插入排序算法(递增排序)
 /// </summary>
 /// <param name="array"></param>
 /// <returns></returns>
 public override int[] Sort(int[] array)
 {
  // 实现插入排序算法
  int temp;
  int i, j, n;
  n = array.Length;

for (i = 1; i < n; i++)
  {
   temp = array[i];
   for (j = i; j > 0; j--)
   {
    if (temp < array[j - 1])
     array[j] = array[j - 1];
    else
     break;

array[j] = temp;
   }
  }
  return null;
 }
}

public class SortContext
{
 private int[] m_Array;
 private SortStratege m_Stratege;

/// <summary>
 /// 初始化时将要排序的数组和排序策略传入给Context
 /// </summary>
 /// <param name="array"></param>
 /// <param name="stratege"></param>
 public SortContext(int[] array, SortStratege stratege)
 {
  m_Array = array;
  m_Stratege = stratege;
 }

/// <summary>
 /// 调用排序算法
 /// </summary>
 /// <returns></returns>
 public int[] Sort()
 {
  int[] result = m_Stratege.Sort(this.m_Array);

return result;
 }
}

5.3 客户端代码

public class Program
{
 public static void Main(Object[] args)
 {
  int[] array = new int[] { 12, 8, 9, 18, 22 };

//使用冒泡排序算法进行排序
  SortStratege sortStratege = new BubbleSort();
  SortContext sorter = new SortContext(array, sortStratege);
  int[] result = sorter.Sort();

//使用插入排序算法进行排序
  SortStratege sortStratege2 = new InsertSort();
  SortContext sorter2 = new SortContext(array, sortStratege2);
  int[] result2 = sorter.Sort();
 }
}