java设计模式中的策略模式与状态模式实例分析

使用场景

状态模式：当对象的行为随对象的状态的改变而改变时，我们为了解耦多重判断条件，封装行为的变化，可以定义一个抽象的状态类，提供对象行为接口。具体与状态相关的行为，由它的子类去实现。

策略模式：“策略”二字等同于算法，当现实系统中需要对算法动态指定，并且可以互相替换，可以抽象出算法的调用接口，具体的算法实现由具体的策略角色去实现，根据里氏替换原则，任何出现父类的地方都可以使用它的子类去替换，这样符合我们的业务需求。

比较

虽然两者都是抽象出父类规范调用接口，具体的行为由子类实现，环境对象同时包含父类的引用，但是这两者模式应用的场景完全不同。例如：你去ATM机取款，如果你的账户处于冻结状态，就不能正常取款。这里你的银行账户至少有两个状态就是冻结与非冻结。这样的业务解决方案你应该不会想到用策略模式去解决。又如商场打折，有很多打折的策略，儿童用品打7折，老人用品打5折，这个问题不会跟状态模式扯上关系吧，这里商品你不能说有老人状态和儿童状态！

ATM取款案例分析

设计到的角色：取款人、账户、ATM机。

用例图

这边简单起见，就分析取款用例。

基本事件路径

（1） 取款人插入银行卡，输入密码；

（2） 选择取款操作，输入取款金额；

（3） 等待出钞，取款。

在这个用例中，如果取款人账户已冻结，就发生一个可选事件路径，取款用例就被终止。

关键的业务需求是用户取款事实，所以领域建模可以从标识取款和取款人这两个类开始。这边考虑到取款人不仅有取款这个用例，我们将取款泛化成交易。

建模

用例实化

取款：基本事件路径的实化。

细化领域模型

这边引入了ATMSystem这个边界对象作为控制器负责与用户交互（与用户交互的ATM操作界面），Trade是负责处理用户交易的类。

取款人插入银行卡输入密码，ATMSystem负责将验证账户信息的消息传递给Trade交易类，Trade根据传过来的账户密码验证用户是否存在，然后将处理结束的消息传递给ATMSystem这个边界对象反映给用户。

分析模型中的一些类

取款设计——应用状态模式

账户的状态分为冻结状态和激活状态。账户在激活的状态下可以进行交易，而在冻结状态下不能做任何交易。在账户验证的时候，应该返回当前账户的状态，如果账户处于冻结状态，当取款人进行取款操作的时候直接返回错误提示信息。状态图表示如下：

取款应用状态模式结构图：

在验证账户阶段，如果账户处于冻结状态，则直接返回DeadAccount谢绝一切交易,否则返回ActiveAccount处理后面的交易。

示意代码：

这边为了简单实现，省去了ATMSystem这个边界对象。

用户账号信息抽象类

/// 
 /// 用户账号信息 /// 
 public abstract class Account {     /// 
     /// 账号     /// 
     private string account;     /// 
     /// 密码     /// 
     private string pwd;     public abstract decimal getBalance(decimal d); }

冻结账号类

/// 
 /// 冻结账户类 /// 
 public class DeadAccount:Account {       public override decimal getBalance(decimal d)     {         return 0;     } }

激活账户类

/// 
 /// 激活账户类 /// 
 public class ActiveAccount:Account {     public override decimal getBalance(decimal d)     {         return d;     } }

交易类

/// 
 /// 交易类 负责用户交易处理的类 /// 
 public class Trade {     /// 
     /// 保存用户账号信息     /// 
     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;     }       /// 
     /// 商业逻辑 取款     /// 
     ///      ///      public decimal GetBalance(decimal d)     {         return this.account.getBalance(d);     }  }

用户类

/// 
 /// 取款人 /// 
 public class User {     /// 
     /// 用户账号信息     /// 
     private Account account;     /// 
     /// 交易处理类     /// 
     private Trade trade;       public User(Account a, Trade t)     {         this.account = a;         tthis.trade = t;     }     /// 
     /// 用户登录类     /// 
     public void Login()     {         trade.VolidateLogin(account);     }       /// 
     /// 取款     /// 
     ///      ///      public decimal GetBalance(decimal d)     {         return trade.GetBalance(d);     } }

客户端代码

class Client     {         static void Main(string[] args)         {             //开始用户取款，默认是激活账户             ActiveAccount aa = new ActiveAccount();             Trade t = new Trade();             User u = new User(aa,t);             //先登录，后取款             u.Login();             Console.WriteLine(u.GetBalance(100));             Console.ReadLine();         }     }

用户必须先登录（插入银行卡，输入密码，点确定），才能选择取款业务（选择取款）。登录之后，返回的账号对象作为trade类成员，当进行取款业务的时候直接引用该账号成员获得取款信息。如果该账号属于冻结账号，则直接返回0。否则返回取款的值。

商品折扣案例

案例描述：某家超市国庆节为了促销，某些类商品打折，比如运动鞋打8折、秋装打9折等，张三去购物为了一双运动鞋、一件秋装、一瓶洗发水。。。,张三买完东西回家，心想今天自己总共“赚”了多少钱？

案例分析：商家对于商品打折可能有很多策略，这里使用策略模式，封装商品打折策略，这样以便以后扩展了打折策略，不用去修改原来的代码，具有很好的灵活性。

模式涉及的角色：

抽象策略角色：通常由一个接口或者抽象实现；

具体策略角色：包装了相关的算法和行为；

环境角色：包含抽象策略角色的引用，最终供用户使用。

商品折扣案例设计图

顾客购物涉及到的角色有：购物车、商品、收银台、抽象策略角色和具体策略角色。

购物车：是摆放商品的容器，提供添加和删除操作；

商品：商品实体，有类型，商品名、价格等属性；

收银台：负责收钱，主要是计算顾客购买所有商品的价格和折扣总额；

抽象策略角色：提供折扣策略接口。

具体策略角色：实现具体折扣算法。

商品折扣示意代码：

/// 
 /// 具体商品类 /// 
 public class goods {     /// 
     /// 商品类型     /// 
     public string Type     {         set;         get;     }       /// 
     /// 商品名称     /// 
     public string Name     {         get;         set;     }         /// 
     /// 商品价格     /// 
     public decimal Price     {         get;         set;     }   }

抽象策略角色

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

具体策略角色

/// 
 /// 秋装打折策略 /// 
 public class AutumnDressDiscountStrategy:IDiscountStrategy {     #region IDiscountStrategy Members       public decimal GetDiscount(goods g)     {         return (decimal)0.9 * g.Price;     }       #endregion }     /// 
 /// 运动鞋打折策略 /// 
 public class SportShoesDiscountStrategy:IDiscountStrategy {     #region IDiscountStrategy Members       public decimal GetDiscount(goods g)     {         return g.Price * (decimal)0.8;     }       #endregion }

购物车

/// 
 /// 购物车类 负责商品的维护 /// 
 public class ShoppingCar {     private List goodsList=new List();       /// 
     /// 将商品加入到购物车     /// 
     ///      public void AddGoods(goods g)     {         goodsList.Add(g);     }       /// 
     /// 将商品从购物车当中移除     /// 
     ///      public void RemoveGoods(goods g)     {         goodsList.Remove(g);     }       public List GoodsList     {         get         {             return goodsList;         }     }   }

收银台角色

/// 
 /// 收银台 /// 
 public class CashierDesk {     /// 
     /// 购物车     /// 
     private ShoppingCar shoppingCar;     /// 
     /// 策略字典     /// 
     private Dictionary strategies;       public CashierDesk(ShoppingCar sc, Dictionary s)     {         this.shoppingCar = sc;         this.strategies = s;     }       /// 
     /// 获得所有商品的价格     /// 
     ///      public decimal GetTotalPrice()     {         return shoppingCar.GoodsList.Sum(p => p.Price);     }       /// 
     /// 获得所有商品的总的折扣     /// 
     ///      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;     } }

客户端代码

class Client     {         static void Main(string[] args)         {             ShoppingCar sc = new ShoppingCar();             Dictionary discountD = new Dictionary();             //向购物车中加入商品             sc.AddGoods(new goods {Name="NIKE鞋 ",Price=100,Type="运动鞋" });             sc.AddGoods(new goods { Name = "秋装", Price = 200, Type = "秋装" });             sc.AddGoods(new goods { Name = "苹果", Price = 300, Type = "水果" });             //配置折扣策略             discountD.Add("运动鞋", new SportShoesDiscountStrategy());             discountD.Add("秋装", new AutumnDressDiscountStrategy());             CashierDesk cd = new CashierDesk(sc, discountD);             //得到所有商品总价             Console.WriteLine(cd.GetTotalPrice());             //得到所有商品折扣价             Console.WriteLine(cd.GetTotalDiscount());               Console.ReadLine();         }     }

策略模式优点与缺点：

优点

封装了算法不稳定性，易于以后业务策略的扩展。

缺点

每种策略对应于一个具体策略角色类，会增加系统需要维护的类的数量。