Стратегия (Strategy)
реализации: java, количество: 5
реализации(исходники)
+добавить
Также известен под именем Policy. источник codelab.ru codelab.ru оригинал
Условия, Задача, Назначение
Если в системе фигурируют различные алгоритмы, которые часто могут использоваться повторно в других частях, слоях приложения, было бы удобно инкапсулировать каждый из них в отдельную сущность, параметризовать и запускать их там, где понадобится, не дублируя, таким образом, код. codelab.ru оригинал источник codelab.ruПаттерн стратегия это осуществляет. По-сути, он: источник codelab.ru оригинал codelab.ru
определяет семейство алгоритмов, инкапсулирует каждый из них и делает их взаимозаменяемыми. И далее – позволяет изменять алгоритмы независимо от клиентов, которые ими пользуются.
Мотивация
Рассмотрим такую задачу, как разбиение текста на строки. Существует много алгоритмов для этого. Жестко «зашивать» все подобные алгоритмы в классы, которые в них нуждаются, нежелательно по нескольким причинам: оригинал codelab.ru источник codelab.ru- Клиент, которому требуется алгоритм разбиения на строки, усложняется при включении в него соответствующего кода. Таким образом, клиенты становятся более громоздкими, а сопровождать их труднее, особенно если нужно поддержать сразу несколько алгоритмов. оригинал codelab.ru codelab.ru источник
- В зависимости от обстоятельств стоит применять тот или иной алгоритм.
Не хотелось бы поддерживать несколько алгоритмов разбиения на строки сразу во всех классах, которые это разбиение используют. Особенно, если мы не уверены, будет ли оно использоваться во всех этих классах. оригинал codelab.ru codelab.ru источник - Если разбиение на строки - неотъемлемая часть клиента, то задача добавления новых и модификации существующих алгоритмов усложняется. codelab.ru codelab.ru оригинал источник
источник codelab.ru codelab.ru оригинал
- SimpleCompositor реализует простую стратегию, выделяющую по одной строке за раз. codelab.ru оригинал источник codelab.ru
- TeXCompositor реализует алгоритм поиска точек разбиения на строки. Эта стратегия пытается выполнить глобальную оптимизацию разбиения на строки, рассматривая сразу целый параграф. оригинал codelab.ru codelab.ru источник
- ArrayCompositor реализует стратегию расстановки переходов на новую строку таким образом, что в каждой строке оказывается одно и то же число элементов.
Это полезно, например, при построчном отображении набора пиктограмм. codelab.ru источник codelab.ru оригинал
Объект Composition хранит ссылку на объект Compositor. Всякий раз, когда объекту Composition требуется переформатировать текст, он делегирует данную обязанность своему объекту Compositor. Клиент задает, какой объект Compositor следует использовать, параметризуя им объект Composition. источник codelab.ru codelab.ru оригинал
Признаки применения, использования паттерна Стратегия (Strategy)
Используйте паттерн стратегия, когда: оригинал codelab.ru codelab.ru источник- Имеется много родственных классов, отличающихся только поведением.
Т.е. имеющих похожие интерфейсы, но реализующих свою логику по разному.
Стратегия позволяет сконфигурировать класс, задав одно из возможных поведений. оригинал codelab.ru источник codelab.ru - Вам нужно иметь несколько разных вариантов алгоритма.
Например, можно определить два варианта алгоритма, один из которых требует больше времени, а другой - больше памяти. источник оригинал codelab.ru codelab.ru - В алгоритме содержатся данные, о которых клиент не должен «знать».
Используйте паттерн стратегия, чтобы не раскрывать сложные, специфичные для алгоритма структуры данных (подход «черного ящика»). оригинал codelab.ru codelab.ru источник - В классе определено много поведений.
И все это добро представлено разветвленными условными операторами. В этом случае проще перенести код из ветвей в отдельные классы стратегий. codelab.ru codelab.ru оригинал источник
Решение
источник codelab.ru оригинал codelab.ru
codelab.ru codelab.ru оригинал источник
- Strategy (Compositor) – стратегия.
Объявляет общий для всех поддерживаемых алгоритмов (стратегий) интерфейс. Класс Context пользуется этим интерфейсом для вызова конкретного алгоритма, определенного в классе ConcreteStrategy. источник оригинал codelab.ru codelab.ru - ConcreteStrategy (SimpleCompositor, TeXCompositor, ArrayCompositor) - конкретная стратегия.
Реализует алгоритм, использующий интерфейс, объявленный в классе Strategy. codelab.ru оригинал codelab.ru источник - Context (Composition) – контекст.
Конфигурируется объектом класса ConcreteStrategy.
Хранит ссылку на объект класса Strategy.
Может определять интерфейс, который позволяет объекту Strategy получить доступ к данным контекста. оригинал codelab.ru codelab.ru источник
Схема использования паттерна Стратегия (Strategy)
Классы Strategy и Context взаимодействуют для реализации выбранного алгоритма. Контекст может передать стратегии все необходимые алгоритму данные в момент его вызова. Вместо этого контекст может позволить обращаться к своим операциям в нужные моменты, передав ссылку на самого себя операциям класса Strategy. оригинал codelab.ru источник codelab.ruклиент создает объект ConcreteStrategy и передает его контексту, после чего клиент «общается» исключительно с контекстом. Часто в распоряжении клиента находится несколько классов ConcreteStrategy, которые он может выбирать. источник оригинал codelab.ru codelab.ru
Вопросы, касающиеся реализации паттерна Стратегия (Strategy)
Рассмотрим следующие вопросы реализации: codelab.ru оригинал источник codelab.ru- Определение интерфейсов классов Strategy и Context.
Интерфейсы классов Strategy и Context могут обеспечить объекту класса ConcreteStrategy эффективный доступ к любым данным контекста, и наоборот.
Например, Context передает данные в виде параметров операциям класса Strategy. Это разрывает тесную связь между контекстом и стратегией. При этом не исключено, что иногда контекст будет передавать данные, которые стратегии не нужны.
Другой метод - передать контекст в качестве аргумента, в таком случае стратегия сама будет запрашивать у него данные, или, например, сохранить ссылку на свой контекст, так что передавать вообще ничего не придется.
И в том, и в другом случаях стратегия может запрашивать только ту информацию, которая реально необходима. Но тогда в контексте должен быть определен более развитый интерфейс доступа к своим данным, что несколько усиливает связанность классов Strategy и Context.
Какой подход лучше, зависит от конкретного алгоритма и требований, которые он предъявляет к данным. источник codelab.ru оригинал codelab.ru - Стратегии как параметры класса.
В C++ для конфигурирования класса стратегией можно использовать шаблоны. Этот способ хорош, только если стратегия определяется на этапе компиляции и ее не нужно менять во время выполнения. Тогда конфигурируемый класс (например, Context) определяется в виде шаблона, для которого класс Strategy является параметром:- template <class AStrategy>
- class Context {
- void Operation)) { theStrategy .DoAlgorithm( ) ; }
- // ...
- private :
- AStrategy theStrategy;
- };
- //...
- //Затем этот класс конфигурируется классом Strategy в момент инстанцирования:
- class MyStrategy {
- public:
- void DoAlgorithm( ) ;
- };
- Context<MyStrategy> aContext;
При использовании шаблонов отпадает необходимость в абстрактном классе для определения интерфейса Strategy. Кроме того, передача стратегии в виде параметра шаблона позволяет статически связать стратегию с контекстом, вследствие чего повышается эффективность программы.
В языке Java имеется похожий механизм Generics. Вот как бы это все выглядело там:- package strategy;
- public class Context<T extends Strategy> {
- private T strategy;
- strategy.DoAlgorithm();
- }
- }
- package strategy;
- public class Client2 {
- /**
- * Новая стратегия в виде локального
- * внутреннего класса
- */
- class MyStrategy extends Strategy {
- public void DoAlgorithm() {
- /* Переопределение стандартного поведения
- */
- }
- }
- /* Теперь - используем */
- Context<MyStrategy> aContext;
- /* дальнейшая логика
- * ...
- */
- }
- }
codelab.ru источник codelab.ru оригинал - Стратегия по-умалчанию.
Класс Context разрешается упростить, если для него отсутствие какой бы то ни было стратегии является нормой. Прежде чем обращаться к объекту Strategy, объект Context проверяет наличие стратегии. Если да, то работа продолжается как обычно, в противном случае контекст реализует некое поведение по умолчанию. Достоинство такого подхода в том, что клиентам вообще не нужно иметь дело со стратегиями, если их устраивает поведение по умолчанию. codelab.ru оригинал codelab.ru источник
Результаты
У паттерна стратегия есть следующие достоинства и недостатки: источник оригинал codelab.ru codelab.ru- Семейства родственных алгоритмов.
Иерархия классов Strategy определяет семейство алгоритмов или поведений, которые можно повторно использовать в разных контекстах и приложениях. А наследование позволяет вычленить общую для всех алгоритмов функциональность. оригинал источник codelab.ru codelab.ru - Альтернатива порождению подклассов.
Наследование поддерживает многообразие алгоритмов или поведений. Можно напрямую породить от Context подклассы с различными поведениями. Но при этом поведение жестко «зашивается» в класс Context. Вот почему реализации алгоритма и контекста смешиваются, что затрудняет понимание, сопровождение и расширение контекста. Кроме того, заменить алгоритм динамически уже не удастся. В результате вы получите множество родственных классов, отличающихся только алгоритмом или поведением. Инкапсуляции алгоритма в отдельный класс Strategy позволяют изменять его независимо от контекста. codelab.ru оригинал codelab.ru источник - Избавление от серии условных операторов.
Благодаря паттерну стратегия удается отказаться от условных операторов при выборе нужного поведения. Когда различные поведения помещаются в один класс, трудно выбрать нужное без применения условных операторов. Инкапсуляция же каждого поведения в отдельный класс Strategy решает эту проблему.
Так, без использования стратегий код для разбиения текста на строки мог бы выглядеть следующим образом:- package strategy;
- public class Composition {
- public void Repair() {
- switch (_breakingStrategy) {
- case SIMPLE_STRATEGY:
- ComposeWithSimpleCompositor () ;
- break;
- case TEX_STRATEGY:
- ComposeWithTeXCompositor() ;
- break;
- // ...
- }
- /* если необходимо, объединить результаты с имеющейся
- * композицией
- */
- }
- }
Паттерн же стратегия позволяет обойтись без оператора переключения за счет делегирования задачи разбиения на строки объекту Strategy:- package strategy;
- public class Composition {
- //...
- public void Repair() {
- _compositor->Compose();
- }
- }
Вообще, если код содержит много условных операторов, то часто это уже признак того, что нужно применить паттерн стратегия. codelab.ru оригинал источник codelab.ru - Выбор реализации.
Стратегии могут предлагать различные реализации одного и того же поведения. Клиент вправе выбирать подходящую стратегию в зависимости от своих требований к быстродействию и памяти. источник оригинал codelab.ru codelab.ru - Клиенты должны «знатъ» о различных стратегиях.
Потенциальный недостаток этого паттерна в том, что для выбора подходящей стратегии клиент должен понимать, чем отличаются разные стратегии. Поэтому наверняка придется раскрыть клиенту некоторые особенности реализации. Отсюда следует, что паттерн стратегия стоит применять лишь тогда, когда различия в поведении имеют значение для клиента. codelab.ru оригинал источник codelab.ru - Обмен информацией между стратегией и контекстом.
Интерфейс класса Strategy разделяется всеми подклассами ConcreteStrategy — неважно, сложна или тривиальна их реализация. Поэтому вполне вероятно, что некоторые стратегии не будут пользоваться всей передаваемой им информацией, особенно простые. Это означает, что в отдельных случаях контекст создаст и проинициализирует параметры, которые никому не нужны. Если возникнет проблема, то между классами Strategy и Context придется установить более тесную связь. codelab.ru источник оригинал codelab.ru - Увеличение числа объектов.
Применение стратегий увеличивает число объектов в приложении. Иногда эти издержки можно сократить, если реализовать стратегии в виде объектов без состояния, которые могут разделяться несколькими контекстами. Остаточное состояние хранится в самом контексте и передается при каждом обращении к объекту-стратегии. Разделяемые стратегии не должны сохранять состояние между вызовами. В описании паттерна приспособленец этот подход обсуждается более подробно. codelab.ru оригинал codelab.ru источник
Пример
В системе имеется список ее пользователей и в зависимости от ситуации он должен быть отсортирован по разным параметрам, как-то: ФИО пользователя, или дата его регистрации и т.д. источник оригинал codelab.ru codelab.ruКласс пользователей выглядит так: User. codelab.ru источник codelab.ru оригинал
И, в-третьих, имена переменных пользователей – на русском языке, что, конечно, к делу не относится, а просто демонстрирует очередные широкие возможности языка. В данном случае фамилии великих русских писателей очень уместно написать на их родном языке! codelab.ru codelab.ru оригинал источник
источник оригинал codelab.ru codelab.ru
Известные применения паттерна Стратегия (Strategy)
В языке Java и в его многочисленных библиотеках паттерн-стратегия применяется довольно часто. Прежде всего, это классы сортированных коллекций TreeMap и TreeSet. Оба они имеют вариант конструктора, имеющего один параметр типа Comparator. Это интерфейс, который содержит одну операцию compare() с 2-мя аргументами объектами, которые сравниваются. Таким образом, передаются объекты, реализующие по-разному эту стратегию сравнения объектов, и соответственно, создавая упорядоченную коллекцию с разными стратегиями сравнения – мы прозразно получаем разную сортировку в ней. codelab.ru источник оригинал codelab.ruРодственные паттерны
Приспособленец: объекты-стратегии для большей экономии и оптимизации могут быть реализованы как приспособленцы. codelab.ru источник codelab.ru оригиналРеализации: java(5) +добавить реализацию
1) User.java, code #522[автор:this]
2) SortByIDStrategy.java, code #523[автор:this]
3) SortByFioStrategy.java, code #524[автор:this]
4) SortByDateStrategy.java, code #525[автор:this]
5) Client.java, code #526[автор:this]



