设计模式(Python实现)--策略模式(Strategy)

Tags: Python, 设计模式, 策略模式

动机(Motivation)

  • 在软件构建过程中,某些对象使用的算法可能多种多样,经常改变,如果将这些算法都编码到对象中,将会使对象变得异常复杂;而且有时候支持不使用的算法也是一个性能负担。
  • 如何在运行时根据需要透明地更改对象的算法?将算法与对象本身解耦,从而避免上述问题?

模式定义

定义一系列算法,把它们一个个封装起来,并且使它们可互相替换(变化)。该模式使得算法可独立于使用它的客户程序(稳定)而变化(扩展,子类化)。 ——《设计模式》 GoF

要点总结

  • Strategy及其子类为组件提供了一系列可重用的算法,从而可以使得类型在运行时方便地根据需要在各个算法之间进行切换。
  • Strategy模式提供了用条件判断语句以外的另一种选择,消除条件判断语句,就是在解耦合。含有许多条件判断语句的代码通常都需要Strategy模式。
  • 如果Strategy对象没有实例变量,那么各个上下文可以共享同一个Strategy对象,从而节省对象开销。

UML

uml_strategy

  • 策略模式中,一般StrategyBase只放一个算法的实现,当然特殊情况,也可以放多个相关的算法实现。

例子-计算不同货币的税

原始的代码中,当随着业务的需要,需要支持新的货币,比如韩元、日元,那么就需要修改枚举,添加elif。违背了开闭原则。

# -*- coding:utf-8 -*-
from enum import Enum, unique
@unique
class TaxType(Enum):
    CN_TAX = 0
    US_TAX = 1
    DE_TAX = 2

class SalesOrder(object):
    def calculate_tax(self, tax_type):
        if tax_type == TaxType.CN_TAX:
            self.cal_cn_tax()
        elif tax_type == TaxType.US_TAX:
            self.cal_us_tax()
        elif tax_type == TaxType.DE_TAX:
            self.cal_de_tax()

    def cal_cn_tax(self):
        print('cal_cn_tax')

    def cal_us_tax(self):
        print('cal_us_tax')

    def cal_de_tax(self):
        print('cal_de_tax')

if __name__ == '__main__':
    sale_order = SalesOrder()
    sale_order.calculate_tax(TaxType.CN_TAX)

策略模式实现

# -*- coding:utf-8 -*-

class TaxStrategyBase():
    def cal_tax(self):
        pass

class CNTax(TaxStrategyBase):
    def cal_tax(self):
        print('CNTax cal_tax')

class USTax(TaxStrategyBase):
    def cal_tax(self):
        print('USTax cal_tax')

class DETax(TaxStrategyBase):
    def cal_tax(self):
        print('DETax cal_tax')

class SalesOrder(object):
    def calculate_tax(self, tax_class_name):
        tax = eval(tax_class_name)()
        tax.cal_tax()

if __name__ == '__main__':
    sale_order = SalesOrder()
    sale_order.calculate_tax('CNTax')
  • SalesOrder中用pythoneval来创建不同的类对象,这里也可以使用工厂模式。
  • 策略模式中那个当新添加不同的货币时,SalesOrder无需再更改,只需要新添加一个类即可。

对照UML分析

SalesOrder` 对应`Context`
 `TaxStrategyBase`对应 `StrategyBase`
 `CNTax`、 `USTax`、 `DETax`对应 `ConcreteStrategy`
 稳定部分是`SalesOrder` 和`TaxStrategyBase