使用策略模式(Strategy)实现多关键字排序
「策略模式」的出现,是为了提供一套相互之间可灵活替换的算法,在不影响上层接口的情况下,用户可以自由选择不同的算法完成逻辑。策略模式的UML示意图如下:
其中算法的模型接口在「抽象策略」中定义,各具象策略实现不同的策略。「消费API」就是调用不同算法的类,在其内部根据不同需要选择不同的算法。有时需要将具象策略实例化后再传给其它类,这时可以使用「简单工厂」(Simple Factory)或「工厂方法」(Factory Method)生成所需的具象策略。下面就以我正在做的一个项目,简化一下后说明一下策略模式的使用。 该项目是一个小型的商业网站,逻辑层由Servlet实现。用户有一个需求,需要从数据库调出商品信息后能够对记录按名称(name)、规格(standard)、价格(price)和注册日期(register date)进行排序。虽然可以考虑按不同的排序关键字使用不同的sql语句(即不同的order by)查询数据库。但这样做的网络数据流量太大,每次需要从数据库完整地取回一个数据集(ResultSet),所以我选择了将数据集一次取到客户端的一个List中,然后在客户端按不同的关键字对List进行排序。 java.util.Collections类中有一个public static void sort(List list, Comparator comparator)的方法,可以按照不同的Comparator对象对list进行排序,它使用的是快速排序,所以效率非常高。而java.util.Comparator是一个接口:
package java.util; public abstract interface Comparator { boolean equals(Object object); int compare(Object object, Object object1); }
其中和排序有关的是compare方法,它返回一个整数,若第一个参数比第二个参数「大」,则返回一个正数,若「小」则返回一个负数,若「相等」则返回0,这里的「大」、「小」、「相等」是由compare方法具体实现定义的一种比较标准。由这个方法不禁想到C语言中qsort函数中使用的函数指针int *compare(*,*),JAVA中之所以没有函数指针,就是用接口取代了(更详细的介绍见《Effective Java》中第22条「用类和接口来代替函数指针」)。 很明显,Comparator接口就是我们的「抽象策略」,sort方法就是我们的「消费API」,而不同的「具象策略」就是我们从Comparator接口实现的根据不同关键字排序的类。 整个排序模型的UML图如下,其中为了作图方便,我从Comparator继承了一个接口ItemComparator,根据不同的关键字从ItemComparator接口泛化了NameComparator类,PriceComparator类,RegisterDateComparator类和StandardComparator类。实际运用中不需要这个接口,四个类可以直接从Comparator泛化。ItemBean是一个封装了商品信息的bean,List中存放的就是这些bean。ItemSort和ItemComparator以及四个具体类实现了「简单工厂」模式,并封装了sort方法。
下面是具体的代码(StandardComparator类的代码与NameComparator类的代码大同小异,在这里不列出):
NameComparator类
package com.lim.designpatterns.strategy; public class NameComparator implements ItemComparator{ NameComparator(){} // 将构造器封装,包外的类欲得到Comparator实例只能通过简单工厂 public int compare(Object o1,Object o2){ String name1=((ItemBean)o1).getName(); String name2=((ItemBean)o2).getName(); return name1.compareTo(name2); // 调用String的CompareTo方法 } }
PriceComparator类
package com.lim.designpatterns.strategy; public class PriceComparator implements ItemComparator{ PriceComparator(){} public int compare(Object o1,Object o2){ Double price1=new Double(((ItemBean)o1).getPrice()); Double price2=new Double(((ItemBean)o2).getPrice()); return price1.compareTo(price2); // 调用Double的CompareTo方法 } }
RegisterDateComparator类
package com.lim.designpatterns.strategy; import java.util.*; public class RegisterDateComparator implements ItemComparator{ RegisterDateComparator(){} public int compare(Object o1,Object o2){ Date date1=((ItemBean)o1).getRegisterDate(); Date date2=((ItemBean)o2).getRegisterDate(); return date1.compareTo(date2); // 调用Date的CompareTo方法 } }
ItemSort类
package com.lim.designpatterns.strategy; import java.util.*; public class ItemSort{ public static List sort(List items,ItemComparator c){ Collections.sort(items,c); return items; } public static final ItemComparator NAME=new NameComparator(); // 简单工厂 public static final ItemComparator PRICE=new PriceComparator(); public static final ItemComparator STANDARD=new StandardComparator(); public static final ItemComparator REG_DATE=new RegisterDateComparator(); }
TestItemSort类
package com.lim.designpatterns.strategy; import java.util.*; public class TestItemSort{ public static void main(String[] args){ List items=new ArrayList(); // 向List添加条目 items=ItemSort.sort(items,ItemSort.NAME); // 按名称排序 items=ItemSort.sort(items,ItemSort.PRICE); // 按价格排序 items=ItemSort.sort(items,ItemSort.REG_DATE); // 按注册日期排序 items=ItemSort.sort(items,ItemSort.STANDARD); // 按规格排序 } }