设计模式中的策略模式与状态模式

使用场景

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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

   
 
 
 
    
    
  
  
  
  1. ///  
    2.     
  
  
  
  2. /// 用户账号信息 
    3.     
  
  
  
  3. ///  
    4.     
  
  
  
  4. public abstract class Account 
    5.     
  
  
  
  5. { 
    6.     
  
  
  
  6.     ///  
    7.     
  
  
  
  7.     /// 账号 
    8.     
  
  
  
  8.     ///  
    9.     
  
  
  
  9.     private string account; 
    10.     
  
  
  
  10.     ///  
    11.     
  
  
  
  11.     /// 密码 
    12.     
  
  
  
  12.     ///  
    13.     
  
  
  
  13.     private string pwd; 
    14.     
  
  
  
  14.     public abstract decimal getBalance(decimal d); 
    15.     
  
  
  
  15. } 
    16.

冻结账号类

   
 
 
 
    
    
  
  
  
  1. ///  
    2.     
  
  
  
  2. /// 冻结账户类 
    3.     
  
  
  
  3. ///  
    4.     
  
  
  
  4. public class DeadAccount:Account 
    5.     
  
  
  
  5. { 
    6.     
  
  
  
  6.   
    7.     
  
  
  
  7.     public override decimal getBalance(decimal d) 
    8.     
  
  
  
  8.     { 
    9.     
  
  
  
  9.         return 0; 
    10.     
  
  
  
  10.     } 
    11.     
  
  
  
  11. } 
    12.

激活账户类

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. ///  
    2.   
  
  
  
  2. /// 激活账户类 
    3.   
  
  
  
  3. ///  
    4.   
  
  
  
  4. public class ActiveAccount:Account 
    5.   
  
  
  
  5. { 
    6.   
  
  
  
  6.     public override decimal getBalance(decimal d) 
    7.   
  
  
  
  7.     { 
    8.   
  
  
  
  8.         return d; 
    9.   
  
  
  
  9.     } 
    10.   
  
  
  
  10. } 
    11.

交易类

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. ///  
    2.   
  
  
  
  2. /// 交易类 负责用户交易处理的类 
    3.   
  
  
  
  3. ///  
    4.   
  
  
  
  4. public class Trade 
    5.   
  
  
  
  5. { 
    6.   
  
  
  
  6.     ///  
    7.   
  
  
  
  7.     /// 保存用户账号信息 
    8.   
  
  
  
  8.     ///  
    9.   
  
  
  
  9.     private Account account; 
    10.   
  
  
  
  10.     public Account VolidateLogin(Account a) 
    11.   
  
  
  
  11.     {            
    12.   
  
  
  
  12.         //query the database to validate the user exists 
    13.   
  
  
  
  13.         //For Example 
    14.   
  
  
  
  14.         this.account = new DeadAccount(); 
    15.   
  
  
  
  15.         return this.account; 
    16.   
  
  
  
  16.     } 
    17.   
  
  
  
  17.   
    18.   
  
  
  
  18.     ///  
    19.   
  
  
  
  19.     /// 商业逻辑 取款 
    20.   
  
  
  
  20.     ///  
    21.   
  
  
  
  21.     ///  
    22.   
  
  
  
  22.     ///  
    23.   
  
  
  
  23.     public decimal GetBalance(decimal d) 
    24.   
  
  
  
  24.     { 
    25.   
  
  
  
  25.         return this.account.getBalance(d); 
    26.   
  
  
  
  26.     } 
    27.   
  
  
  
  27.  } 
    28.

用户类

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. ///  
    2.   
  
  
  
  2. /// 取款人 
    3.   
  
  
  
  3. ///  
    4.   
  
  
  
  4. public class User 
    5.   
  
  
  
  5. { 
    6.   
  
  
  
  6.     ///  
    7.   
  
  
  
  7.     /// 用户账号信息 
    8.   
  
  
  
  8.     ///  
    9.   
  
  
  
  9.     private Account account; 
    10.   
  
  
  
  10.     ///  
    11.   
  
  
  
  11.     /// 交易处理类 
    12.   
  
  
  
  12.     ///  
    13.   
  
  
  
  13.     private Trade trade; 
    14.   
  
  
  
  14.   
    15.   
  
  
  
  15.     public User(Account a, Trade t) 
    16.   
  
  
  
  16.     { 
    17.   
  
  
  
  17.         this.account = a; 
    18.   
  
  
  
  18.         tthis.trade = t; 
    19.   
  
  
  
  19.     } 
    20.   
  
  
  
  20.     ///  
    21.   
  
  
  
  21.     /// 用户登录类 
    22.   
  
  
  
  22.     ///  
    23.   
  
  
  
  23.     public void Login() 
    24.   
  
  
  
  24.     { 
    25.   
  
  
  
  25.         trade.VolidateLogin(account); 
    26.   
  
  
  
  26.     } 
    27.   
  
  
  
  27.   
    28.   
  
  
  
  28.     ///  
    29.   
  
  
  
  29.     /// 取款 
    30.   
  
  
  
  30.     ///  
    31.   
  
  
  
  31.     ///  
    32.   
  
  
  
  32.     ///  
    33.   
  
  
  
  33.     public decimal GetBalance(decimal d) 
    34.   
  
  
  
  34.     { 
    35.   
  
  
  
  35.         return trade.GetBalance(d); 
    36.   
  
  
  
  36.     } 
    37.   
  
  
  
  37. } 
    38.

客户端代码

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. class Client 
    2.   
  
  
  
  2.     { 
    3.   
  
  
  
  3.         static void Main(string[] args) 
    4.   
  
  
  
  4.         { 
    5.   
  
  
  
  5.             //开始用户取款，默认是激活账户 
    6.   
  
  
  
  6.             ActiveAccount aa = new ActiveAccount(); 
    7.   
  
  
  
  7.             Trade t = new Trade(); 
    8.   
  
  
  
  8.             User u = new User(aa,t); 
    9.   
  
  
  
  9.             //先登录，后取款 
    10.   
  
  
  
  10.             u.Login(); 
    11.   
  
  
  
  11.             Console.WriteLine(u.GetBalance(100)); 
    12.   
  
  
  
  12.             Console.ReadLine(); 
    13.   
  
  
  
  13.         } 
    14.   
  
  
  
  14.     } 
    15.

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：

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. ///  
    2.   
  
  
  
  2. /// 具体商品类 
    3.   
  
  
  
  3. ///  
    4.   
  
  
  
  4. public class goods 
    5.   
  
  
  
  5. { 
    6.   
  
  
  
  6.     ///  
    7.   
  
  
  
  7.     /// 商品类型 
    8.   
  
  
  
  8.     ///  
    9.   
  
  
  
  9.     public string Type 
    10.   
  
  
  
  10.     { 
    11.   
  
  
  
  11.         set; 
    12.   
  
  
  
  12.         get; 
    13.   
  
  
  
  13.     } 
    14.   
  
  
  
  14.   
    15.   
  
  
  
  15.     ///  
    16.   
  
  
  
  16.     /// 商品名称 
    17.   
  
  
  
  17.     ///  
    18.   
  
  
  
  18.     public string Name 
    19.   
  
  
  
  19.     { 
    20.   
  
  
  
  20.         get; 
    21.   
  
  
  
  21.         set; 
    22.   
  
  
  
  22.     } 
    23.   
  
  
  
  23.   
    24.   
  
  
  
  24.   
    25.   
  
  
  
  25.     ///  
    26.   
  
  
  
  26.     /// 商品价格 
    27.   
  
  
  
  27.     ///  
    28.   
  
  
  
  28.     public decimal Price 
    29.   
  
  
  
  29.     { 
    30.   
  
  
  
  30.         get; 
    31.   
  
  
  
  31.         set; 
    32.   
  
  
  
  32.     } 
    33.   
  
  
  
  33.   
    34.   
  
  
  
  34. } 
    35.

抽象策略角色

   
 
 
 
    
    
  
  
  
  1. ///  
    2.     
  
  
  
  2. /// 抽象策略接口 
    3.     
  
  
  
  3. ///  
    4.     
  
  
  
  4. public interface IDiscountStrategy 
    5.     
  
  
  
  5. { 
    6.     
  
  
  
  6.     decimal GetDiscount(goods g); 
    7.     
  
  
  
  7. } 
    8.

具体策略角色

   
 
 
 
    
    
  
  
  
  1. ///  
    2.     
  
  
  
  2. /// 秋装打折策略 
    3.     
  
  
  
  3. ///  
    4.     
  
  
  
  4. public class AutumnDressDiscountStrategy:IDiscountStrategy 
    5.     
  
  
  
  5. { 
    6.     
  
  
  
  6.     #region IDiscountStrategy Members 
    7.     
  
  
  
  7.   
    8.     
  
  
  
  8.     public decimal GetDiscount(goods g) 
    9.     
  
  
  
  9.     { 
    10.     
  
  
  
  10.         return (decimal)0.9 * g.Price; 
    11.     
  
  
  
  11.     } 
    12.     
  
  
  
  12.   
    13.     
  
  
  
  13.     #endregion 
    14.     
  
  
  
  14. } 
    15.     
  
  
  
  15.   
    16.     
  
  
  
  16.   
    17.     
  
  
  
  17. ///  
    18.     
  
  
  
  18. /// 运动鞋打折策略 
    19.     
  
  
  
  19. ///  
    20.     
  
  
  
  20. public class SportShoesDiscountStrategy:IDiscountStrategy 
    21.     
  
  
  
  21. { 
    22.     
  
  
  
  22.     #region IDiscountStrategy Members 
    23.     
  
  
  
  23.   
    24.     
  
  
  
  24.     public decimal GetDiscount(goods g) 
    25.     
  
  
  
  25.     { 
    26.     
  
  
  
  26.         return g.Price * (decimal)0.8; 
    27.     
  
  
  
  27.     } 
    28.     
  
  
  
  28.   
    29.     
  
  
  
  29.     #endregion 
    30.     
  
  
  
  30. } 
    31.

购物车

  

        
     
     
     
    
         
      
      
      
  1. ///  
    2.          
      
      
      
  2. /// 购物车类 负责商品的维护 
    3.          
      
      
      
  3. ///  
    4.          
      
      
      
  4. public class ShoppingCar 
    5.          
      
      
      
  5. { 
    6.          
      
      
      
  6.     private List goodsList=new List(); 
    7.          
      
      
      
  7.   
    8.          
      
      
      
  8.     ///  
    9.          
      
      
      
  9.     /// 将商品加入到购物车 
    10.          
      
      
      
  10.     ///  
    11.          
      
      
      
  11.     ///  
    12.          
      
      
      
  12.     public void AddGoods(goods g) 
    13.          
      
      
      
  13.     { 
    14.          
      
      
      
  14.         goodsList.Add(g); 
    15.          
      
      
      
  15.     } 
    16.          
      
      
      
  16.   
    17.          
      
      
      
  17.     ///  
    18.          
      
      
      
  18.     /// 将商品从购物车当中移除 
    19.          
      
      
      
  19.     ///  
    20.          
      
      
      
  20.     ///  
    21.          
      
      
      
  21.     public void RemoveGoods(goods g) 
    22.          
      
      
      
  22.     { 
    23.          
      
      
      
  23.         goodsList.Remove(g); 
    24.          
      
      
      
  24.     } 
    25.          
      
      
      
  25.   
    26.          
      
      
      
  26.     public List GoodsList 
    27.          
      
      
      
  27.     { 
    28.          
      
      
      
  28.         get 
    29.          
      
      
      
  29.         { 
    30.          
      
      
      
  30.             return goodsList; 
    31.          
      
      
      
  31.         } 
    32.          
      
      
      
  32.     } 
    33.          
      
      
      
  33.   
    34.          
      
      
      
  34. } 
    35.

收银台角色

   
 
 
 
    
    
  
  
  
  1. ///  
    2.     
  
  
  
  2. /// 收银台 
    3.     
  
  
  
  3. ///  
    4.     
  
  
  
  4. public class CashierDesk 
    5.     
  
  
  
  5. { 
    6.     
  
  
  
  6.     ///  
    7.     
  
  
  
  7.     /// 购物车 
    8.     
  
  
  
  8.     ///  
    9.     
  
  
  
  9.     private ShoppingCar shoppingCar; 
    10.     
  
  
  
  10.     ///  
    11.     
  
  
  
  11.     /// 策略字典 
    12.     
  
  
  
  12.     ///  
    13.     
  
  
  
  13.     private Dictionary strategies; 
    14.     
  
  
  
  14.   
    15.     
  
  
  
  15.     public CashierDesk(ShoppingCar sc, Dictionary s) 
    16.     
  
  
  
  16.     { 
    17.     
  
  
  
  17.         this.shoppingCar = sc; 
    18.     
  
  
  
  18.         this.strategies = s; 
    19.     
  
  
  
  19.     } 
    20.     
  
  
  
  20.   
    21.     
  
  
  
  21.     ///  
    22.     
  
  
  
  22.     /// 获得所有商品的价格 
    23.     
  
  
  
  23.     ///  
    24.     
  
  
  
  24.     ///  
    25.     
  
  
  
  25.     public decimal GetTotalPrice() 
    26.     
  
  
  
  26.     { 
    27.     
  
  
  
  27.         return shoppingCar.GoodsList.Sum(p => p.Price); 
    28.     
  
  
  
  28.     } 
    29.     
  
  
  
  29.   
    30.     
  
  
  
  30.     ///  
    31.     
  
  
  
  31.     /// 获得所有商品的总的折扣 
    32.     
  
  
  
  32.     ///  
    33.     
  
  
  
  33.     ///  
    34.     
  
  
  
  34.     public decimal GetTotalDiscount() 
    35.     
  
  
  
  35.     { 
    36.     
  
  
  
  36.         decimal sum = 0; 
    37.     
  
  
  
  37.         IDiscountStrategy idiscountStrategy; 
    38.     
  
  
  
  38.         foreach (goods g in shoppingCar.GoodsList) 
    39.     
  
  
  
  39.         { 
    40.     
  
  
  
  40.             idiscountStrategy=strategies.SingleOrDefault(p => p.Key == g.Type).Value; 
    41.     
  
  
  
  41.             if (idiscountStrategy != null) 
    42.     
  
  
  
  42.             { 
    43.     
  
  
  
  43.                 sum += idiscountStrategy.GetDiscount(g); 
    44.     
  
  
  
  44.             } 
    45.     
  
  
  
  45.         } 
    46.     
  
  
  
  46.         return sum; 
    47.     
  
  
  
  47.     } 
    48.     
  
  
  
  48. } 
    49.

客户端代码

   
 
 
 
    
    
  
  
  
  1. class Client 
    2.     
  
  
  
  2.     { 
    3.     
  
  
  
  3.         static void Main(string[] args) 
    4.     
  
  
  
  4.         { 
    5.     
  
  
  
  5.             ShoppingCar sc = new ShoppingCar(); 
    6.     
  
  
  
  6.             Dictionary discountD = new Dictionary(); 
    7.     
  
  
  
  7.             //向购物车中加入商品 
    8.     
  
  
  
  8.             sc.AddGoods(new goods {Name="NIKE鞋 ",Price=100,Type="运动鞋" }); 
    9.     
  
  
  
  9.             sc.AddGoods(new goods { Name = "秋装", Price = 200, Type = "秋装" }); 
    10.     
  
  
  
  10.             sc.AddGoods(new goods { Name = "苹果", Price = 300, Type = "水果" }); 
    11.     
  
  
  
  11.             //配置折扣策略 
    12.     
  
  
  
  12.             discountD.Add("运动鞋", new SportShoesDiscountStrategy()); 
    13.     
  
  
  
  13.             discountD.Add("秋装", new AutumnDressDiscountStrategy()); 
    14.     
  
  
  
  14.             CashierDesk cd = new CashierDesk(sc, discountD); 
    15.     
  
  
  
  15.             //得到所有商品总价 
    16.     
  
  
  
  16.             Console.WriteLine(cd.GetTotalPrice()); 
    17.     
  
  
  
  17.             //得到所有商品折扣价 
    18.     
  
  
  
  18.             Console.WriteLine(cd.GetTotalDiscount()); 
    19.     
  
  
  
  19.   
    20.     
  
  
  
  20.             Console.ReadLine(); 
    21.     
  
  
  
  21.         } 
    22.     
  
  
  
  22.     } 
    23.

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。

原文链接：http://www.cnblogs.com/ejiyuan/archive/2012/06/28/2567905.html

名称栏目：设计模式中的策略模式与状态模式
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