設(shè)計(jì)模式中的策略模式與狀態(tài)模式

作者：Gates.Li 2012-08-30 09:07:33

在軟件設(shè)計(jì)模式中有兩種模式很相似，它們就是狀態(tài)模式和策略模式。本文將為您分析他們的優(yōu)缺點(diǎn)。

使用場(chǎng)景

狀態(tài)模式：當(dāng)對(duì)象的行為隨對(duì)象的狀態(tài)的改變而改變時(shí)，我們?yōu)榱私怦疃嘀嘏袛鄺l件，封裝行為的變化，可以定義一個(gè)抽象的狀態(tài)類，提供對(duì)象行為接口。具體與狀態(tài)相關(guān)的行為，由它的子類去實(shí)現(xiàn)。

策略模式：“策略”二字等同于算法，當(dāng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中需要對(duì)算法動(dòng)態(tài)指定，并且可以互相替換，可以抽象出算法的調(diào)用接口，具體的算法實(shí)現(xiàn)由具體的策略角色去實(shí)現(xiàn)，根據(jù)里氏替換原則，任何出現(xiàn)父類的地方都可以使用它的子類去替換，這樣符合我們的業(yè)務(wù)需求。

比較

雖然兩者都是抽象出父類規(guī)范調(diào)用接口，具體的行為由子類實(shí)現(xiàn)，環(huán)境對(duì)象同時(shí)包含父類的引用，但是這兩者模式應(yīng)用的場(chǎng)景完全不同。例如：你去ATM機(jī)取款，如果你的賬戶處于凍結(jié)狀態(tài)，就不能正常取款。這里你的銀行賬戶至少有兩個(gè)狀態(tài)就是凍結(jié)與非凍結(jié)。這樣的業(yè)務(wù)解決方案你應(yīng)該不會(huì)想到用策略模式去解決。又如商場(chǎng)打折，有很多打折的策略，兒童用品打7折，老人用品打5折，這個(gè)問(wèn)題不會(huì)跟狀態(tài)模式扯上關(guān)系吧，這里商品你不能說(shuō)有老人狀態(tài)和兒童狀態(tài)！

ATM取款案例分析

設(shè)計(jì)到的角色：取款人、賬戶、ATM機(jī)。

用例圖

這邊簡(jiǎn)單起見，就分析取款用例。

基本事件路徑

（1）取款人插入銀行卡，輸入密碼；

（2）選擇取款操作，輸入取款金額；

（3）等待出鈔，取款。

在這個(gè)用例中，如果取款人賬戶已凍結(jié)，就發(fā)生一個(gè)可選事件路徑，取款用例就被終止。

關(guān)鍵的業(yè)務(wù)需求是用戶取款事實(shí)，所以領(lǐng)域建模可以從標(biāo)識(shí)取款和取款人這兩個(gè)類開始。這邊考慮到取款人不僅有取款這個(gè)用例，我們將取款泛化成交易。

建模

用例實(shí)化

取款：基本事件路徑的實(shí)化。

細(xì)化領(lǐng)域模型

這邊引入了ATMSystem這個(gè)邊界對(duì)象作為控制器負(fù)責(zé)與用戶交互（與用戶交互的ATM操作界面），Trade是負(fù)責(zé)處理用戶交易的類。

取款人插入銀行卡輸入密碼，ATMSystem負(fù)責(zé)將驗(yàn)證賬戶信息的消息傳遞給Trade交易類，Trade根據(jù)傳過(guò)來(lái)的賬戶密碼驗(yàn)證用戶是否存在，然后將處理結(jié)束的消息傳遞給ATMSystem這個(gè)邊界對(duì)象反映給用戶。

分析模型中的一些類

取款設(shè)計(jì)——應(yīng)用狀態(tài)模式

賬戶的狀態(tài)分為凍結(jié)狀態(tài)和激活狀態(tài)。賬戶在激活的狀態(tài)下可以進(jìn)行交易，而在凍結(jié)狀態(tài)下不能做任何交易。在賬戶驗(yàn)證的時(shí)候，應(yīng)該返回當(dāng)前賬戶的狀態(tài)，如果賬戶處于凍結(jié)狀態(tài)，當(dāng)取款人進(jìn)行取款操作的時(shí)候直接返回錯(cuò)誤提示信息。狀態(tài)圖表示如下：

取款應(yīng)用狀態(tài)模式結(jié)構(gòu)圖：

在驗(yàn)證賬戶階段，如果賬戶處于凍結(jié)狀態(tài)，則直接返回DeadAccount謝絕一切交易,否則返回ActiveAccount處理后面的交易。

示意代碼：

這邊為了簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)，省去了ATMSystem這個(gè)邊界對(duì)象。

用戶賬號(hào)信息抽象類

/// <summary> 
/// 用戶賬號(hào)信息 
/// </summary> 
public abstract class Account 
{ 
    /// <summary> 
    /// 賬號(hào) 
    /// </summary> 
    private string account; 
    /// <summary> 
    /// 密碼 
    /// </summary> 
    private string pwd; 
    public abstract decimal getBalance(decimal d); 
}

凍結(jié)賬號(hào)類

/// <summary> 
/// 凍結(jié)賬戶類 
/// </summary> 
public class DeadAccount:Account 
{ 
  
    public override decimal getBalance(decimal d) 
    { 
        return 0; 
    } 
}

激活賬戶類

/// <summary> 
/// 激活賬戶類 
/// </summary> 
public class ActiveAccount:Account 
{ 
    public override decimal getBalance(decimal d) 
    { 
        return d; 
    } 
}

交易類

/// <summary> 
/// 交易類 負(fù)責(zé)用戶交易處理的類 
/// </summary> 
public class Trade 
{ 
    /// <summary> 
    /// 保存用戶賬號(hào)信息 
    /// </summary> 
    private Account account; 
    public Account VolidateLogin(Account a) 
    {            
        //query the database to validate the user exists 
        //For Example 
        this.account = new DeadAccount(); 
        return this.account; 
    } 
  
    /// <summary> 
    /// 商業(yè)邏輯 取款 
    /// </summary> 
    /// <param name="d"></param> 
    /// <returns></returns> 
    public decimal GetBalance(decimal d) 
    { 
        return this.account.getBalance(d); 
    } 
 }

用戶類

/// <summary> 
/// 取款人 
/// </summary> 
public class User 
{ 
    /// <summary> 
    /// 用戶賬號(hào)信息 
    /// </summary> 
    private Account account; 
    /// <summary> 
    /// 交易處理類 
    /// </summary> 
    private Trade trade; 
  
    public User(Account a, Trade t) 
    { 
        this.account = a; 
        tthis.trade = t; 
    } 
    /// <summary> 
    /// 用戶登錄類 
    /// </summary> 
    public void Login() 
    { 
        trade.VolidateLogin(account); 
    } 
  
    /// <summary> 
    /// 取款 
    /// </summary> 
    /// <param name="d"></param> 
    /// <returns></returns> 
    public decimal GetBalance(decimal d) 
    { 
        return trade.GetBalance(d); 
    } 
}

客戶端代碼

class Client 
    { 
        static void Main(string[] args) 
        { 
            //開始用戶取款，默認(rèn)是激活賬戶 
            ActiveAccount aa = new ActiveAccount(); 
            Trade t = new Trade(); 
            User u = new User(aa,t); 
            //先登錄，后取款 
            u.Login(); 
            Console.WriteLine(u.GetBalance(100)); 
            Console.ReadLine(); 
        } 
    }

用戶必須先登錄（插入銀行卡，輸入密碼，點(diǎn)確定），才能選擇取款業(yè)務(wù)（選擇取款）。登錄之后，返回的賬號(hào)對(duì)象作為trade類成員，當(dāng)進(jìn)行取款業(yè)務(wù)的時(shí)候直接引用該賬號(hào)成員獲得取款信息。如果該賬號(hào)屬于凍結(jié)賬號(hào)，則直接返回0。否則返回取款的值。

商品折扣案例

案例描述：某家超市國(guó)慶節(jié)為了促銷，某些類商品打折，比如運(yùn)動(dòng)鞋打8折、秋裝打9折等，張三去購(gòu)物為了一雙運(yùn)動(dòng)鞋、一件秋裝、一瓶洗發(fā)水。。。,張三買完?yáng)|西回家，心想今天自己總共“賺”了多少錢？

案例分析：商家對(duì)于商品打折可能有很多策略，這里使用策略模式，封裝商品打折策略，這樣以便以后擴(kuò)展了打折策略，不用去修改原來(lái)的代碼，具有很好的靈活性。

模式涉及的角色：

抽象策略角色：通常由一個(gè)接口或者抽象實(shí)現(xiàn)；

具體策略角色：包裝了相關(guān)的算法和行為；

環(huán)境角色：包含抽象策略角色的引用，最終供用戶使用。

商品折扣案例設(shè)計(jì)圖

顧客購(gòu)物涉及到的角色有：購(gòu)物車、商品、收銀臺(tái)、抽象策略角色和具體策略角色。

購(gòu)物車：是擺放商品的容器，提供添加和刪除操作；

商品：商品實(shí)體，有類型，商品名、價(jià)格等屬性；

收銀臺(tái)：負(fù)責(zé)收錢，主要是計(jì)算顧客購(gòu)買所有商品的價(jià)格和折扣總額；

抽象策略角色：提供折扣策略接口。

具體策略角色：實(shí)現(xiàn)具體折扣算法。

商品折扣示意代碼：

/// <summary> 
/// 具體商品類 
/// </summary> 
public class goods 
{ 
    /// <summary> 
    /// 商品類型 
    /// </summary> 
    public string Type 
    { 
        set; 
        get; 
    } 
  
    /// <summary> 
    /// 商品名稱 
    /// </summary> 
    public string Name 
    { 
        get; 
        set; 
    } 
  
  
    /// <summary> 
    /// 商品價(jià)格 
    /// </summary> 
    public decimal Price 
    { 
        get; 
        set; 
    } 
  
}

抽象策略角色

/// <summary> 
/// 抽象策略接口 
/// </summary> 
public interface IDiscountStrategy 
{ 
    decimal GetDiscount(goods g); 
}

具體策略角色

/// <summary> 
/// 秋裝打折策略 
/// </summary> 
public class AutumnDressDiscountStrategy:IDiscountStrategy 
{ 
    #region IDiscountStrategy Members 
  
    public decimal GetDiscount(goods g) 
    { 
        return (decimal)0.9 * g.Price; 
    } 
  
    #endregion 
} 
  
  
/// <summary> 
/// 運(yùn)動(dòng)鞋打折策略 
/// </summary> 
public class SportShoesDiscountStrategy:IDiscountStrategy 
{ 
    #region IDiscountStrategy Members 
  
    public decimal GetDiscount(goods g) 
    { 
        return g.Price * (decimal)0.8; 
    } 
  
    #endregion 
}

購(gòu)物車

/// <summary> 
/// 購(gòu)物車類 負(fù)責(zé)商品的維護(hù) 
/// </summary> 
public class ShoppingCar 
{ 
    private List<goods> goodsList=new List<goods>(); 
  
    /// <summary> 
    /// 將商品加入到購(gòu)物車 
    /// </summary> 
    /// <param name="g"></param> 
    public void AddGoods(goods g) 
    { 
        goodsList.Add(g); 
    } 
  
    /// <summary> 
    /// 將商品從購(gòu)物車當(dāng)中移除 
    /// </summary> 
    /// <param name="g"></param> 
    public void RemoveGoods(goods g) 
    { 
        goodsList.Remove(g); 
    } 
  
    public List<goods> GoodsList 
    { 
        get 
        { 
            return goodsList; 
        } 
    } 
  
}

收銀臺(tái)角色

/// <summary> 
/// 收銀臺(tái) 
/// </summary> 
public class CashierDesk 
{ 
    /// <summary> 
    /// 購(gòu)物車 
    /// </summary> 
    private ShoppingCar shoppingCar; 
    /// <summary> 
    /// 策略字典 
    /// </summary> 
    private Dictionary<string, IDiscountStrategy> strategies; 
  
    public CashierDesk(ShoppingCar sc, Dictionary<string, IDiscountStrategy> s) 
    { 
        this.shoppingCar = sc; 
        this.strategies = s; 
    } 
  
    /// <summary> 
    /// 獲得所有商品的價(jià)格 
    /// </summary> 
    /// <returns></returns> 
    public decimal GetTotalPrice() 
    { 
        return shoppingCar.GoodsList.Sum(p => p.Price); 
    } 
  
    /// <summary> 
    /// 獲得所有商品的總的折扣 
    /// </summary> 
    /// <returns></returns> 
    public decimal GetTotalDiscount() 
    { 
        decimal sum = 0; 
        IDiscountStrategy idiscountStrategy; 
        foreach (goods g in shoppingCar.GoodsList) 
        { 
            idiscountStrategy=strategies.SingleOrDefault(p => p.Key == g.Type).Value; 
            if (idiscountStrategy != null) 
            { 
                sum += idiscountStrategy.GetDiscount(g); 
            } 
        } 
        return sum; 
    } 
}

客戶端代碼

class Client 
    { 
        static void Main(string[] args) 
        { 
            ShoppingCar sc = new ShoppingCar(); 
            Dictionary<string, IDiscountStrategy> discountD = new Dictionary<string, IDiscountStrategy>(); 
            //向購(gòu)物車中加入商品 
            sc.AddGoods(new goods {Name="NIKE鞋 ",Price=100,Type="運(yùn)動(dòng)鞋" }); 
            sc.AddGoods(new goods { Name = "秋裝", Price = 200, Type = "秋裝" }); 
            sc.AddGoods(new goods { Name = "蘋果", Price = 300, Type = "水果" }); 
            //配置折扣策略 
            discountD.Add("運(yùn)動(dòng)鞋", new SportShoesDiscountStrategy()); 
            discountD.Add("秋裝", new AutumnDressDiscountStrategy()); 
            CashierDesk cd = new CashierDesk(sc, discountD); 
            //得到所有商品總價(jià) 
            Console.WriteLine(cd.GetTotalPrice()); 
            //得到所有商品折扣價(jià) 
            Console.WriteLine(cd.GetTotalDiscount()); 
  
            Console.ReadLine(); 
        } 
    }