Стратегия - паттерн поведения объектов.

Назначение

Определяет семейство алгоритмов, инкапсулирует каждый из них и делает их взаимозаменяемыми. Стратегия позволяет изменять алгоритмы независимо от клиентов, которые ими пользуются.

Известен также под именем

Policy (политика)

Strategy: мотивация

Существует много алгоритмов для разбиения текста на строки. Жестко «зашивать» все подобные алгоритмы в классы, которые в лих нуждаются, нежелательно по нескольким причинам:
 - клиент, которому требуется алгоритм разбиения на строки, усложняется при включении в него соответствующего кода. Таким образом, клиенты становятся более громоздкими, а сопровождать их труднее, особенно если нужно поддержать сразу несколько алгоритмов;
 - в зависимости от обстоятельств стоит применять тот или иной алгоритм. Не хотелось бы поддерживать несколько алгоритмов разбиения на строки, если мы не будем ими пользоваться;
 - если разбиение на строки - неотъемлемая часть клиента, то задача добавления новых и модификации существующих алгоритмов усложняется.

Всех этих проблем можно избежать, если определить классы, инкапсулирующие различные алгоритмы разбиения на строки. Инкапсулированный таким образом алгоритм называется стратегией.

Рисунок 45

Предположим, что класс Composition отвечает за разбиение на строки текста, отображаемого в окне программы просмотра, и его своевременное обновление. Стратегии разбиения на строки определяются не в классе Composition, а в подклассах абстрактного класса Compositor. Это могут быть, например, такие стратегии:

 - SimpleCompositor реализует простую стратегию, выделяющую по одной строке за раз;

 - TeXCompositor реализует алгоритм поиска точек разбиения на строки, принятый в редакторе TJX. Эта стратегия пытается выполнить глобальную оптимизацию разбиения на строки, рассматривая сразу целый параграф;

 - ArrayCompositor реализует стратегию расстановки переходов на новую строку таким образом, что в каждой строке оказывается одно и то же число элементов. Это полезно, например, при построчном отображении набора пиктограмм.

Объект Composition хранит ссылку на объект Compositor. Всякий раз, когда объекту Composition требуется переформатировать текст, он делегирует данную обязанность своему объекту Compositor. Клиент указывает, какой объект Compositor следует использовать, параметризуя им объект Composition.

Strategy: применимость

Используйте паттерн стратегия, когда:

• Имеется много родственных классов, отличающихся только поведением. Стратегия позволяет сконфигурировать класс, задав одно из возможных поведений;

• Вам нужно иметь несколько разных вариантов алгоритма. Например, можно определить два варианта алгоритма, один из которых требует больше времени, а другой - больше памяти. Стратегии разрешается применять, когда варианты алгоритмов реализованы в виде иерархии классов;

• В алгоритме содержатся данные, о которых клиент не должен «знать». Используйте паттерн стратегия, чтобы не раскрывать сложные, специфичные для алгоритма структуры данных;

• В классе определено много поведений, что представлено разветвленными условными операторами. В этом случае проще перенести код из ветвей в отдельные классы стратегий.

Strategy: структура

Рисунок 46

Участники

• Strategy (Compositor) – стратегия - объявляет общий для всех поддерживаемых алгоритмов интерфейс. Класс Context пользуется этим интерфейсом для вызова конкретного алгоритма, определенного в классе ConcreteStrategy;

• ConcreteStrategy (SimpleCompositor, TeXCompositor, ArrayCompositor) - конкретная стратегия - реализует алгоритм, использующий интерфейс, объявленный в классе Strategy;

• Context (Composition) – контекст - конфигурируется объектом класса ConcreteStrategy;
- хранит ссылку на объект класса Strategy;
- может определять интерфейс, который позволяет объекту Strategy получить доступ к данным контекста.

Отношения

Классы Strategy и Context взаимодействуют для реализации выбранного алгоритма. Контекст может передать стратегии все необходимые алгоритму данные в момент его вызова. Вместо этого контекст может позволить обращаться к своим операциям в нужные моменты, передав ссылку на самого себя операциям класса Strategy. Контекст переадресует запросы своих клиентов объекту-стратегии. Обычно клиент создает объект ConcreteStrategy и передает его контексту, послечего клиент «общается» исключительно с контекстом. Часто в распоряжении клиента находится несколько классов ConcreteStrategy, которые он может выбирать.

Strategy: реализация

• Определение интерфейсов классов Strategy и Context. Интерфейсы классов Strategy и Context могут обеспечить объекту класса ConcreteStrategy эффективный доступ к любым данным контекста, и наоборот. Например, Context передает данные в виде параметров операциям класса Strategy. Это разрывает тесную связь между контекстом и стратегией. При этом не исключено, что контекст будет передавать данные, которые стратегии не нужны. Другой метод - передать контекст в качестве аргумента, в таком случае стратегия будет запрашивать у него данные, или, например, сохранить ссылку на свой контекст, так что передавать вообще ничего не придется. И в том, и в другом случаях стратегия может запрашивать только ту информацию, которая реально необходима. Но тогда в контексте должен быть определен более развитый интерфейс к своим данным, что несколько усиливает связанность классов Strategy и Context. Какой подход лучше, зависит от конкретного алгоритма и требований, которые он предъявляет к данным.

• Стратегии как параметры шаблона. В C++ для конфигурирования класса стратегией можно использовать шаблоны. Этот способ хорош, только если стратегия определяется на этапе компиляции и ее не нужно менять во время выполнения. Тогда конфигурируемый класс (например, Context) определяется в виде шаблона, для которого класс Strategy является параметром. Затем этот класс конфигурируется классом Strategy в момент инстанцирования. При использовании шаблонов отпадает необходимость в абстрактном классе для определения интерфейса Strategy. Кроме того, передача стратегии в виде параметра шаблона позволяет статически связать стратегию с контекстом, вследствие чего повышается эффективность программы.

• Объекты-стратегии можно не задавать. Класс Context разрешается упростить, если для него отсутствие какой бы то ни было стратегии является нормой. Прежде чем обращаться к объекту Strategy, объект Context проверяет наличие стратегии. Если да, то работа продолжается как обычно, в противном случае контекст реализует некое поведение по умолчанию. Достоинство такого подхода в том, что клиентам вообще не нужно иметь дело со стратегиями, если их устраивает поведение по умолчанию.

Применение в Java API

Пакет java.util.zip содержит некоторые классы, которые используют шаблон Strategy. Обф класса – CheckedInputStream и CheckedOutputStream – используют шаблон Strategy для вычисления контрольных сумм длябайтовых потоков.

Паттерн Template Method