Strategy Pattern

• 摘要：利用ObjC实现策略模式

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• 目录

  • 策略模式的介绍
    • 基础理论
    • 深入理解
    • UML图
    • 优与劣
  • 策略模式的使用实例
  • 策略模式在系统框架中的应用

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正文

策略模式介绍

• 基础理论

  策略模式作为二十三种GoF软件设计模式的其中一种，指对象有某个行为，但是在不同的场景中，该行为有不同的实现算法。

  ​ —— 维基百科

• 深入理解

  • 所谓策略模式，本质就是将需要使用的算法抽象成一个持有的算法对象。在构造函数中选择具体的算法初始化持有的算法对象；在原本使用算法的地方，使用该算法对象调用算法。
  • 根据上述定义，我认为策略模式有以下形式：
    • 形式：策略上下文类 + 抽象父类 / 接口 + 具体子类
  • 如果单独使用策略模式，我们会需要在客户类创建具体的策略类对象，这时我们可以将策略模式与简单工厂模式结合使用，减少客户端的判断代码，两者配套食用，味道更佳！

• UML图

  • 

• 优与劣

  • 优：以相同的形式调用所有的算法，降低算法类与使用算法的类（策略上下文类）的耦合度
  • 劣：扩展时违反开闭原则（OCP，Open Closed Principle），当新增加子类的时候，需要修改策略上下文类

策略模式的使用实例

• 下面以一个简单的磁盘调度算法为例（算法实现仅用输出代替），讲述策略模式的应用

  • 创建父类：在本例中，父类为磁盘调度算法类

    //  DiskSchedulingAlgorithm.h
    @interface DiskSchedulingAlgorithm : NSObject
    
    - (void)run;
    
    @end
    
    //  DiskSchedulingAlgorithm.m
    #import "DiskSchedulingAlgorithm.h"
    
    @implementation DiskSchedulingAlgorithm
    
    - (void)run {
        NSAssert(NO, @"virtual implement shouldn`t be called by");
    }
    
    @end

  • 创建继承于父类的子类：本例中，子类为具体的磁盘调度算法类，负责实现具体算法。此处子类重写父类方法，以便合理使用多态

    //  CSCANAlgorithm.h
    #import "DiskSchedulingAlgorithm.h"
    
    @interface CSCANAlgorithm : DiskSchedulingAlgorithm
    
    - (void)run;
    
    @end
    
    //  CSCANAlgorithm.m
    #import "CSCANAlgorithm.h"
    
    @implementation CSCANAlgorithm
    
    - (void)run {
        NSLog(@"Do the CSCAN Algorithm");
    }
    
    @end

    //  SCANAlgorithm.h
    #import "DiskSchedulingAlgorithm.h"
    
    @interface SCANAlgorithm : DiskSchedulingAlgorithm
    
    - (void)run;
    
    @end
    
    //  SCANAlgorithm.m
    #import "SCANAlgorithm.h"
    
    @implementation SCANAlgorithm
    
    - (void)run {
        NSLog(@"Do the SCAN Algorithm");
    }
    
    @end

    //  SSTFAlgorithm.h
    #import "DiskSchedulingAlgorithm.h"
    
    @interface SSTFAlgorithm : DiskSchedulingAlgorithm
    
    - (void)run;
    
    @end
    
    //  SSTFAlgorithm.m
    #import "SSTFAlgorithm.h"
    
    @implementation SSTFAlgorithm
    
    - (void)run {
        NSLog(@"Do the SSTF Algorithm");
    }
    
    @end

    //  FCFSAlgorithm.h
    #import "DiskSchedulingAlgorithm.h"
    
    @interface FCFSAlgorithm : DiskSchedulingAlgorithm
    
    - (void)run;
    
    @end
    
    //  FCFSAlgorithm.m
    #import "FCFSAlgorithm.h"
    
    @implementation FCFSAlgorithm
    
    - (void)run {
        NSLog(@"Do the FCFS Algorithm");
    }
    
    @end

  • 实现策略上下文类：实现父类中的简单工厂方法，根据类型判断返回的实例

    //  Context.h
    #import "DiskSchedulingAlgorithm.h"
    
    @class DiskSchedulingAlgorithm;
    @class FCFSAlgorithm;
    
    typedef NS_ENUM(NSUInteger, DiskSchedulingAlgorithmType) {
        kDiskSchedulingCSCANAlgorithmType,
        kDiskSchedulingSCANAlgorithmType,
        kDiskSchedulingFCFSAlgorithmType,
        kDiskSchedulingSSTFAlgorithmType,
        kDiskSchedulingDefaultAlgorithmType
    };
    
    typedef FCFSAlgorithm DefaultAlgorithmType;
    
    @interface Context : NSObject
    
    - (void)schedulingDisk;
    
    - (instancetype _Nullable)init;
    
    - (instancetype _Nullable)initWithDiskSchedulingAlgorithm:(DiskSchedulingAlgorithmType)type;
    
    @property (nonatomic, copy, readwrite, nonnull) DiskSchedulingAlgorithm *algorithm;
    
    @end
    
    //  Context.m
    #import "Context.h"
    #import "CSCANAlgorithm.h"
    #import "SCANAlgorithm.h"
    #import "FCFSAlgorithm.h"
    #import "SSTFAlgorithm.h"
    
    @implementation Context
    
    - (instancetype)init {
        return [self initWithDiskSchedulingAlgorithm:kDiskSchedulingDefaultAlgorithmType];
    }
    
    // 简单工厂模式实现
    - (instancetype)initWithDiskSchedulingAlgorithm:(DiskSchedulingAlgorithmType)type {
        if (self = [super init]) {
            switch (type) {
                case kDiskSchedulingCSCANAlgorithmType:
                    _algorithm = [[CSCANAlgorithm alloc] init];
                    break;
                case kDiskSchedulingSCANAlgorithmType:
                    _algorithm = [[SCANAlgorithm alloc] init];
                    break;
                case kDiskSchedulingFCFSAlgorithmType:
                    _algorithm = [[FCFSAlgorithm alloc] init];
                    break;
                case kDiskSchedulingSSTFAlgorithmType:
                    _algorithm = [[SSTFAlgorithm alloc] init];
                    break;
                case kDiskSchedulingDefaultAlgorithmType:
                    _algorithm = [[DefaultAlgorithmType alloc] init];
                    break;
            }
            
            return self;
        }
        
        return nil;
    }
    
    - (void)schedulingDisk {
        [_algorithm run];
    }
    
    @end

  • 至此，策略模式实现完毕

策略模式在系统框架中的应用

• 以下内容存有不确定性，倘若有误，劳烦告知

• NSArray

  • 我们查阅NSArray API文档时会发现，有下面这一段话

    Remember that NSArray is the public interface for a class cluster and what this entails for your subclass. You must provide the storage for your subclass and implement the primitive methods that directly act on that storage.

    ​ —— NSArray API Reference

  • 与NSString类一样，NSArray亦是一个类簇类。对于类簇类而言，如果我们想要继承它，我们需要处理一系列较为复杂的问题。当我们需要使用NSArray的行为时（比如在NSArray之上实现一个栈结构），我们更好地方法是持有NSArray，而非继承。我们可以将NSArray当作我们其中一个策略，然后使用该策略去处理问题。

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• 总结：本文简述了策略模式的理论以及实践。我认为，策略模式本质是持有对象，并使用该对象去解决问题。我们应该去把握好这个本质。
• 本文代码下载
  • 示例代码
  • 运行环境：Xcode 8.2.1 (8C1002)

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• Last Edited：2017.2.18
• Author：@Seahub
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