设计模式 - 策略模式

Memory_荒年
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设计模式 - 策略模式

一、引入

策略模式就像是一个智能的开关，可以根据不同的情况选择不同的策略来解决问题。

比如说你要出门，你可以根据天气情况选择不同的交通工具：如果是晴天，你可以选择骑自行车；如果是雨天，你可以选择坐公交车或打车。这里，根据天气情况选择交通工具就是一种策略。

在程序里，策略模式也类似，它允许你根据不同的情况选择不同的算法或处理方式。比如，对于排序算法，你可以选择使用快速排序、冒泡排序等不同的策略，而不需要改变原有的代码。

策略模式的优点在于它可以让代码更加灵活和可扩展。你可以随时添加新的策略，而不需要改变原来的代码逻辑。同时，策略模式也使得代码更容易理解和维护，因为不同的策略分开了，不会相互干扰。

简单来说，策略模式就是允许你根据不同情况选择不同的方法来解决问题，让程序更灵活、可扩展、易维护。

二、概念

策略模式（Strategy Pattern）是一种行为设计模式，它定义了一系列算法，将每个算法封装起来，并使它们可以互相替换，从而使算法的变化独立于使用它们的客户端。

三、基本结构

  1. 策略接口（Strategy Interface）：定义了所有支持的算法的通用接口。通常包括一个或多个方法，用于执行具体的算法。
  2. 具体策略（Concrete Strategy）：实现了策略接口的具体算法。每个具体策略类都实现了一种算法。
  3. 上下文（Context）：维护一个对策略接口的引用，并可以在运行时切换算法。通常会在构造函数中接收一个具体的策略对象。

四、示例代码

/**
 * 策略接口
 */
public interface PaymentStrategy {
    void pay(int amout);
}

/**
 * 支付宝支付
 */
public class PayPalPayment implements PaymentStrategy {
    @Override
    public void pay(int amout) {
        System.out.println("Paid " + amout + " using PayPal.");
    }
}

/**
 * 信用卡支付
 */
public class CreditCardPayment implements PaymentStrategy {
    @Override
    public void pay(int amout) {
        System.out.println("Paid " + amout + " using credit card.");
    }
}

/**
 * 上下文 : 维护一个对策略接口的引用，并可以在运行时切换算法。通常会在构造函数中接收一个具体的策略对象。
 */
public class ShoppingCart {
    private PaymentStrategy paymentStrategy;

    public void setPaymentStrategy(PaymentStrategy paymentStrategy) {
        this.paymentStrategy = paymentStrategy;
    }

    public void checkout(int amout) {
        paymentStrategy.pay(amout);
    }
}

//客户端
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        ShoppingCart shoppingCart = new ShoppingCart();
        shoppingCart.setPaymentStrategy(new CreditCardPayment());
        shoppingCart.checkout(100);

        shoppingCart.setPaymentStrategy(new PayPalPayment());
        shoppingCart.checkout(200);
    }
}

五、用途

在实际开发中，策略模式常常用于以下情况：

  1. 算法的选择需要在运行时动态确定： 当需要根据不同的条件或用户输入来动态选择不同的算法时，策略模式非常有用。例如，一个电商网站根据用户的会员等级提供不同的折扣策略。
  2. 减少大型 if-else 或 switch-case 结构： 使用策略模式可以减少代码中的条件判断语句，使代码更清晰、简洁。
  3. 将算法的实现与使用解耦： 策略模式将算法的实现从使用算法的客户端代码中分离出来，使得算法的变化不会影响到客户端的代码，实现了解耦。
  4. 实现单一职责原则： 每个策略类只负责实现一种算法，符合单一职责原则，代码更清晰、易维护。
  5. 可以方便地扩展新的算法： 可以随时新增、修改、删除策略类，而不会影响到其他算法的使用。

地方采用策略模式的例子包括：

  • 支付系统： 不同的支付方式（如支付宝、微信、银行卡）可以视作不同的支付策略，根据用户的选择来调用不同的支付策略。
  • 排序算法： 不同的排序算法（如快速排序、冒泡排序）可以视作不同的排序策略，可以根据数据规模或其他条件来选择不同的排序策略。
  • 电商优惠活动： 根据不同的促销活动（如满减、打折、赠品），选择不同的优惠策略。
  • 游戏角色的攻击方式： 不同的角色（如战士、法师、弓手）可以有不同的攻击策略，可以根据角色的选择来调用相应的攻击策略。

总的来说，策略模式在需要动态选择、扩展或替换算法时非常有用，可以使程序更灵活、可扩展、易维护。

六、总结

优点：

  1. 灵活性高： 策略模式允许在运行时动态选择算法，从而可以根据不同的情况选择不同的策略，使得系统更加灵活。
  2. 扩展性好： 新的算法可以通过实现新的策略类来添加到系统中，无需修改原有的代码，符合开闭原则。
  3. 避免使用多重条件判断： 使用策略模式可以避免使用大量的 if-else 或 switch-case 结构，使代码更清晰、简洁。
  4. 单一职责原则： 每个具体策略类只负责实现一种算法，符合单一职责原则，使代码更清晰、易维护。

缺点：

  1. 增加了类的数量： 策略模式会增加许多策略类或者具体算法类，可能会导致类的数量增多。
  2. 客户端必须知道所有的策略类： 客户端必须知道所有的策略类，并在使用时选择合适的策略，这需要一定的了解和判断能力。
  3. 上下文类中会持有所有的策略对象： 在某些情况下，上下文类可能会持有所有可能用到的策略对象，可能会增加内存开销。

总的来说，策略模式在需要动态选择、扩展或替换算法时非常有用，可以使程序更灵活、可扩展、易维护。然而，也需要根据具体的应用场景来选择是否使用策略模式。

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