Menguasai Corak Reka Bentuk Strategi: Panduan untuk Pembangun

Sebagai jurutera perisian, kami sentiasa ditugaskan untuk mencipta sistem yang boleh diselenggara, fleksibel dan boleh dikembangkan. Dalam konteks ini, corak reka bentuk ialah alat berkuasa yang membantu kami menyelesaikan masalah berulang dengan cara berstruktur dan boleh digunakan semula. Satu corak reka bentuk sedemikian ialah Corak Strategi, yang merupakan sebahagian daripada keluarga Corak Tingkah Laku.

Corak Strategi membolehkan anda menentukan keluarga algoritma, merangkum setiap satu dan menjadikannya boleh ditukar ganti. Ini bermakna pelanggan boleh memilih algoritma atau strategi yang sesuai pada masa jalan tanpa mengubah fungsi teras sistem.

Dalam blog ini, saya akan menyelami Corak Strategi, konsep dan komponen utamanya, contoh dunia sebenar dan bila dan sebab anda perlu menggunakannya. Kami juga akan meneroka cara Corak Strategi berfungsi dengan abstraksi, enum dan juga Corak Kilang untuk menjadikan reka bentuk lebih teguh dan fleksibel.

Apakah Corak Reka Bentuk Strategi?

Corak Strategi ialah corak reka bentuk gelagat yang membolehkan gelagat algoritma dipilih pada masa jalan. Daripada mempunyai satu algoritma monolitik, Corak Strategi membenarkan gelagat (atau strategi) boleh ditukar ganti, yang menjadikan sistem lebih fleksibel dan lebih mudah diselenggara.

Idea Teras:

• Tentukan keluarga algoritma (strategi).
• Enkapsulasi setiap algoritma dalam kelas yang berasingan.
• Jadikan algoritma boleh ditukar ganti.
• Biar pelanggan memilih algoritma yang hendak digunakan semasa masa jalan.

Bila dan Mengapa Anda Perlu Menggunakan Corak Strategi?

Kes Penggunaan:

Corak Strategi amat berguna apabila:

• Anda mempunyai keluarga algoritma dan pelanggan mesti memilih satu untuk dilaksanakan.
• Anda perlu memilih gelagat yang berbeza secara dinamik (cth., pengisihan, penetapan harga, pemprosesan pembayaran).
• Tingkah laku adalah bebas daripada klien tetapi berbeza mengikut konteks.
• Anda ingin mengelakkan pernyataan bersyarat yang besar (seperti jika atau suis) yang menentukan tingkah laku yang hendak dilaksanakan.

Mengapa Menggunakannya?

• Pengasingan Kebimbangan: Corak Strategi memisahkan kebimbangan algoritma daripada seluruh sistem. Kod pelanggan tidak mengetahui cara algoritma berfungsi secara dalaman, menjadikannya lebih modular.

• Kebolehlanjutan: Algoritma baharu boleh ditambah tanpa mengubah kod sedia ada, hanya dengan menambah kelas strategi baharu.

• Kebolehselenggaraan: Ia mengurangkan kerumitan kod dengan mewakilkan gelagat berbeza kepada kelas strategi individu, yang menjadikan penyelenggaraan lebih mudah.

Bila Tidak Digunakan?

• Algoritma Mudah: Jika algoritma yang anda gunakan adalah mudah dan tidak berubah, menggunakan corak strategi mungkin berlebihan.

• Terlalu Banyak Strategi: Jika anda mempunyai sejumlah besar strategi, ia boleh membawa kepada letupan kelas, yang boleh menjejaskan kebolehbacaan dan meningkatkan kerumitan.

• Perubahan Jarang: Jika algoritma tidak kerap berubah, memperkenalkan Corak Strategi boleh memperkenalkan kerumitan yang tidak perlu.

Konsep Utama dan Komponen Corak Strategi

Corak Strategi terdiri daripada komponen utama berikut:

1. Konteks:

   • Ini ialah kelas yang akan berinteraksi dengan objek Strategi. Ia biasanya mengandungi rujukan kepada Strategi dan mewakilkan gelagat sebenar kepada strategi tersebut.

2. Strategi:

   • Ini ialah antara muka (atau kelas abstrak) yang mengisytiharkan kaedah untuk melaksanakan algoritma. Strategi konkrit melaksanakan antara muka ini untuk menyediakan gelagat yang berbeza.

3. Strategi Konkrit:

   • Ini ialah kelas yang melaksanakan antara muka Strategi dan mentakrifkan algoritma atau gelagat tertentu.

Contoh Dunia Sebenar: Sistem Pemprosesan Pembayaran

Mari pertimbangkan sistem pemprosesan pembayaran yang membolehkan pengguna membayar menggunakan kaedah yang berbeza seperti Kad Kredit, PayPal dan Matawang Kripto. Tingkah laku cara pembayaran diproses berbeza untuk setiap kaedah, tetapi konteksnya (Cart Beli-belah dalam kes ini) perlu boleh memproses pembayaran tanpa perlu risau tentang butiran setiap kaedah pembayaran.

Langkah 1: Tentukan Enum Kaedah Pembayaran

Kami akan mulakan dengan menggunakan enum untuk menentukan kaedah pembayaran yang berbeza. Ini menjadikan pilihan kaedah pembayaran jenis selamat dan lebih mudah untuk diurus.

public enum PaymentMethod {
    CREDIT_CARD,
    PAYPAL,
    CRYPTOCURRENCY;
}

Langkah 2: Buat Kelas Maklumat Pembayaran

Kelas ini merangkumi butiran yang diperlukan untuk memproses pembayaran. Ia mengandungi kaedah pembayaran dan butiran pembayaran (seperti nombor kad, e-mel atau alamat mata wang kripto).

public class PaymentInformation {
    private PaymentMethod paymentMethod;
    private String paymentDetails;

    public PaymentInformation(PaymentMethod paymentMethod, String paymentDetails) {
        this.paymentMethod = paymentMethod;
        this.paymentDetails = paymentDetails;
    }

    public PaymentMethod getPaymentMethod() {
        return paymentMethod;
    }

    public String getPaymentDetails() {
        return paymentDetails;
    }
}

Langkah 3: Tentukan Antara Muka Strategi Pembayaran

Ini akan menjadi antara muka asas untuk semua strategi pembayaran. Ia mentakrifkan kaedah biasa bayar(), yang akan dilaksanakan oleh semua strategi konkrit.

public enum PaymentMethod {
    CREDIT_CARD,
    PAYPAL,
    CRYPTOCURRENCY;
}

Langkah 4: Laksanakan Strategi Konkrit

Di sini, kami melaksanakan strategi konkrit untuk CreditCardPayment, PayPalPayment dan CryptoPayment. Setiap kelas ini melaksanakan kaedah bayar() mengikut jenis pembayaran.

Strategi Pembayaran Kad Kredit

public class PaymentInformation {
    private PaymentMethod paymentMethod;
    private String paymentDetails;

    public PaymentInformation(PaymentMethod paymentMethod, String paymentDetails) {
        this.paymentMethod = paymentMethod;
        this.paymentDetails = paymentDetails;
    }

    public PaymentMethod getPaymentMethod() {
        return paymentMethod;
    }

    public String getPaymentDetails() {
        return paymentDetails;
    }
}

Strategi Pembayaran PayPal

public abstract class PaymentStrategy {
    protected PaymentInformation paymentInformation;

    public PaymentStrategy(PaymentInformation paymentInformation) {
        this.paymentInformation = paymentInformation;
    }

    public abstract void pay(double amount);

    protected boolean validatePaymentDetails() {
        return paymentInformation != null && paymentInformation.getPaymentDetails() != null && !paymentInformation.getPaymentDetails().isEmpty();
    }
}

Strategi Pembayaran Mata Wang Kripto

public class CreditCardPayment extends PaymentStrategy {
    public CreditCardPayment(PaymentInformation paymentInformation) {
        super(paymentInformation);
    }

    @Override
    public void pay(double amount) {
        if (validatePaymentDetails()) {
            System.out.println("Paid " + amount + " using Credit Card: " + paymentInformation.getPaymentDetails());
        } else {
            System.out.println("Invalid Credit Card details.");
        }
    }
}

Langkah 5: Kilang untuk Memilih Strategi

Kami akan menggunakan Corak Kilang untuk melaksanakan strategi pembayaran yang sesuai berdasarkan kaedah pembayaran. Ini menjadikan sistem lebih fleksibel dan membolehkan pelanggan memilih kaedah pembayaran pada masa jalan.

public class PayPalPayment extends PaymentStrategy {
    public PayPalPayment(PaymentInformation paymentInformation) {
        super(paymentInformation);
    }

    @Override
    public void pay(double amount) {
        if (validatePaymentDetails()) {
            System.out.println("Paid " + amount + " using PayPal: " + paymentInformation.getPaymentDetails());
        } else {
            System.out.println("Invalid PayPal details.");
        }
    }
}

Langkah 6: Kod Pelanggan (Cart Beli-belah)

Kelas ShoppingCart ialah konteks di mana strategi pembayaran digunakan. Ia menyerahkan tanggungjawab pembayaran kepada strategi yang dipilih oleh kilang.

public class CryptoPayment extends PaymentStrategy {
    public CryptoPayment(PaymentInformation paymentInformation) {
        super(paymentInformation);
    }

    @Override
    public void pay(double amount) {
        if (validatePaymentDetails()) {
            System.out.println("Paid " + amount + " using Cryptocurrency to address: " + paymentInformation.getPaymentDetails());
        } else {
            System.out.println("Invalid cryptocurrency address.");
        }
    }
}

Langkah 7: Menjalankan Contoh

public class PaymentStrategyFactory {
    public static PaymentStrategy createPaymentStrategy(PaymentInformation paymentInformation) {
        switch (paymentInformation.getPaymentMethod()) {
            case CREDIT_CARD:
                return new CreditCardPayment(paymentInformation);
            case PAYPAL:
                return new PayPalPayment(paymentInformation);
            case CRYPTOCURRENCY:
                return new CryptoPayment(paymentInformation);
            default:
                throw new IllegalArgumentException("Unsupported payment method: " + paymentInformation.getPaymentMethod());
        }
    }
}

Output:

public class ShoppingCart {
    private PaymentStrategy paymentStrategy;

    public ShoppingCart(PaymentInformation paymentInformation) {
        this.paymentStrategy = PaymentStrategyFactory.createPaymentStrategy(paymentInformation);
    }

    public void checkout(double amount) {
        paymentStrategy.pay(amount);
    }

    public void setPaymentInformation(PaymentInformation paymentInformation) {
        this.paymentStrategy = PaymentStrategyFactory.createPaymentStrategy(paymentInformation);
    }
}

Faedah Corak Strategi

• Fleksibiliti: Strategi boleh ditukar dengan mudah pada masa jalan, membolehkan dinamik

perubahan tingkah laku tanpa mengubah logik teras.

• Keterluasan: Menambah strategi baharu tidak memerlukan pengubahsuaian kod sedia ada; anda cuma buat kelas strategi baharu.
• Pemisahan Kebimbangan: Strategi merangkumi algoritma, jadi kelas konteks (mis., ShoppingCart) tidak mengetahui cara pembayaran diproses.
• Kebolehselenggaraan: Kod lebih bersih dan lebih boleh diselenggara kerana logik untuk setiap strategi diasingkan dalam kelasnya sendiri.

Kelemahan Corak Strategi

• Kerumitan: Memperkenalkan pelbagai strategi meningkatkan bilangan kelas dalam sistem, yang mungkin menyukarkan navigasi, terutamanya untuk kes penggunaan yang mudah.
• Overhed: Dalam sesetengah kes, jika bilangan strategi adalah kecil, menggunakan corak ini boleh memperkenalkan abstraksi dan overhed yang tidak perlu.
• Pengurusan Kebergantungan: Menguruskan kebergantungan antara strategi dan permulaannya mungkin memerlukan overhed tambahan, terutamanya apabila strategi bergantung pada sumber luaran.

Kesimpulan

Corak Strategi ialah corak reka bentuk penting untuk mencapai fleksibiliti dan modulariti dalam sistem anda. Ia menyediakan cara yang elegan untuk merangkum algoritma dan membolehkan fleksibiliti masa jalan tanpa mengubah suai kod sedia ada. Sama ada anda sedang membina sistem pemprosesan pembayaran, pustaka algoritma pengisihan atau malah enjin AI permainan, Corak Strategi boleh membantu menjadikan kod anda lebih boleh diselenggara, diperluas dan lebih mudah untuk diubah suai apabila keperluan berkembang.

Dengan memanfaatkan abstraksi, enum dan Corak Kilang, anda boleh membina sistem yang lebih teguh yang selamat jenis dan fleksibel.

Bacaan Lanjut

1. Corak Reka Bentuk: Elemen Perisian Berorientasikan Objek Boleh Digunakan Semula oleh Erich Gamma, Richard Helm, Ralph Johnson, John Vlissides – buku mani yang memperkenalkan banyak corak reka bentuk, termasuk Corak Strategi.
2. Ketuai Corak Reka Bentuk Pertama oleh Eric Freeman, Elisabeth Robson – pengenalan mudah untuk reka bentuk dengan contoh praktikal.
3. Pemfaktoran Semula: Memperbaik Reka Bentuk Kod Sedia Ada oleh Martin Fowler – meneroka nilai corak reka bentuk dalam kod pemfaktoran semula untuk kebolehselenggaraan yang lebih baik.

Atas ialah kandungan terperinci Menguasai Corak Reka Bentuk Strategi: Panduan untuk Pembangun. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!