Strategy — 策略模式

Tue, 07 Aug 2018 22:37:39 +0800

1. 意圖

定義一族演算法，各自封裝，讓它們可以互相替換。演算法的變化不影響使用它的客戶端。

2. UML 類圖

classDiagram
    class Strategy {
        <>
        +execute(data) Result
    }
    class ConcreteStrategyA {
        +execute(data) Result
    }
    class ConcreteStrategyB {
        +execute(data) Result
    }
    class Context {
        -strategy Strategy
        +setStrategy(Strategy)
        +executeStrategy(data) Result
    }
    Strategy <|.. ConcreteStrategyA
    Strategy <|.. ConcreteStrategyB
    Context --> Strategy

3. 何時用 / 何時別用

用：

同一行為有多種實作，且在執行期需動態切換（排序、壓縮、付款方式）
大量 if/else 或 switch 判斷演算法類型，想用多型取代
演算法需要獨立測試

別用：

只有 2-3 種固定演算法且幾乎不會擴充，enum + switch 更簡單
演算法間差異很小，直接 method overloading 即可
客戶端需要了解不同策略的差異才能選擇，說明抽象程度不夠

4. Java 範例

// Strategy 介面（單一方法，可用 @FunctionalInterface）
@FunctionalInterface
public interface SortStrategy<T> {
    List<T> sort(List<T> data, Comparator<T> comparator);
}

// 兩種具體策略
public class QuickSort<T> implements SortStrategy<T> {
    @Override
    public List<T> sort(List<T> data, Comparator<T> comparator) {
        List<T> result = new ArrayList<>(data);
        result.sort(comparator);   // 借用 JDK TimSort 示意
        System.out.println("QuickSort used");
        return result;
    }
}

public class MergeSort<T> implements SortStrategy<T> {
    @Override
    public List<T> sort(List<T> data, Comparator<T> comparator) {
        // 真實場景放入 merge sort 實作
        List<T> result = new ArrayList<>(data);
        result.sort(comparator);
        System.out.println("MergeSort used");
        return result;
    }
}

// Context
public class Sorter<T> {
    private SortStrategy<T> strategy;

    public Sorter(SortStrategy<T> strategy) { this.strategy = strategy; }
    public void setStrategy(SortStrategy<T> strategy) { this.strategy = strategy; }

    public List<T> sort(List<T> data, Comparator<T> cmp) {
        return strategy.sort(data, cmp);
    }
}

// 使用
Sorter<Integer> sorter = new Sorter<>(new QuickSort<>());
sorter.sort(List.of(3, 1, 4, 1, 5), Comparator.naturalOrder());

// 執行期切換
sorter.setStrategy(new MergeSort<>());
sorter.sort(List.of(3, 1, 4, 1, 5), Comparator.reverseOrder());

// 用 lambda 直接注入（不需要具體類別）
sorter.setStrategy((data, cmp) -> data.stream().sorted(cmp).toList());

5. JDK / Spring 真實案例

Comparator：Collections.sort() 與 List.sort() 的第二個參數就是 Strategy。Comparator.comparing() 讓 lambda 成為最常用的 Strategy 形式。

Strategy on Bill.Lin's Notes

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1. 意圖

2. UML 類圖

3. 何時用 / 何時別用

4. Java 範例

5. JDK / Spring 真實案例