模式起源：解决算法僵化难题
在软件系统开发中，我们经常遇到需要根据不同条件执行不同算法的场景。传统实现方式往往导致代码中出现大量的if-else或switch-case分支，这种硬编码方式存在三个显著缺陷：
- 违反开闭原则：新增算法需要修改现有代码
- 代码臃肿：条件分支导致方法体过度膨胀
- 复用困难：相似算法无法在不同上下文中复用
策略模式（Strategy Pattern）正是为解决这些问题应运而生。该模式定义一系列算法类，将每个算法封装为独立对象，使得它们可以相互替换。这种模式让算法的变化独立于使用它的客户端。
模式结构解析
UML类图核心组成：
┌─────────────┐ ┌──────────────────┐
│ Context │ │<<Strategy>> │
├─────────────┤ ├──────────────────┤
│- strategy │<>---->│+ execute() │
├─────────────┤ └──────────────────┘
│+ setStrategy() ▲
│+ executeStrategy() │
└─────────────┘ ┌─────┴─────┐
┌────┴────┐ ┌────┴────┐
│ConcreteA│ │ConcreteB│
└─────────┘ └─────────┘
核心角色：
- Strategy（抽象策略）：定义算法族的公共接口
- ConcreteStrategy（具体策略）：实现具体算法的类
- Context（环境）：持有一个策略引用，负责策略的切换和执行
Java实现示例：电商折扣系统
// 策略接口
interface DiscountStrategy {
double applyDiscount(double price);
}
// 具体策略类
class NoDiscount implements DiscountStrategy {
@Override
public double applyDiscount(double price) {
return price;
}
}
class BlackFridayDiscount implements DiscountStrategy {
@Override
public double applyDiscount(double price) {
return price * 0.5;
}
}
class MembershipDiscount implements DiscountStrategy {
@Override
public double applyDiscount(double price) {
return price * 0.8;
}
}
// 上下文类
class ShoppingCart {
private DiscountStrategy strategy;
private double totalAmount;
public void setStrategy(DiscountStrategy strategy) {
this.strategy = strategy;
}
public void addItem(double price) {
totalAmount += price;
}
public double checkout() {
return strategy != null ?
strategy.applyDiscount(totalAmount) :
totalAmount;
}
}
// 使用示例
public class Main {
public static void main(String[] args) {
ShoppingCart cart = new ShoppingCart();
cart.addItem(100);
cart.addItem(200);
// 动态切换策略
cart.setStrategy(new BlackFridayDiscount());
System.out.println("Black Friday Price: " + cart.checkout());
cart.setStrategy(new MembershipDiscount());
System.out.println("Member Price: " + cart.checkout());
}
}
实现特点：
- 使用接口定义策略规范
- 上下文类持有策略引用
- 完全遵循开闭原则，新增策略无需修改已有代码
- 通过多态实现运行时策略切换
Go实现示例：文件压缩工具
package main
import "fmt"
// 策略接口
type CompressionStrategy interface {
Compress(file string) string
}
// 具体策略
type ZipStrategy struct{}
func (z *ZipStrategy) Compress(file string) string {
return fmt.Sprintf("%s.zip", file)
}
type RarStrategy struct{}
func (r *RarStrategy) Compress(file string) string {
return fmt.Sprintf("%s.rar", file)
}
// 上下文对象
type Compressor struct {
strategy CompressionStrategy
}
func (c *Compressor) SetStrategy(s CompressionStrategy) {
c.strategy = s
}
func (c *Compressor) Execute(file string) string {
if c.strategy == nil {
return file
}
return c.strategy.Compress(file)
}
// 使用示例
func main() {
compressor := Compressor{}
file := "data.log"
compressor.SetStrategy(&ZipStrategy{})
fmt.Println("ZIP Result:", compressor.Execute(file))
compressor.SetStrategy(&RarStrategy{})
fmt.Println("RAR Result:", compressor.Execute(file))
}
Go实现特点：
- 使用隐式接口（无需显式声明实现）
- 结构体组合替代类继承
- 更简洁的类型系统
- 支持接口的零值（nil）处理
- 符合Go的"接受接口，返回结构体"原则
模式对比分析
| 特性 | Java实现 | Go实现 |
|---|---|---|
| 接口定义 | 显式声明implements | 隐式实现 |
| 空策略处理 | 需要null检查 | 利用nil特性 |
| 多态实现 | 类继承体系 | 接口组合 |
| 典型应用场景 | 复杂业务规则 | 轻量级策略替换 |
| 扩展方式 | 新增实现类 | 新增结构体类型 |
| 性能考量 | 虚方法表查找 | 接口值动态分发 |
应用场景与最佳实践
典型适用场景：
- 支付网关（不同支付方式处理）
- 数据验证（多种校验规则）
- 导航系统（不同路径规划算法）
- 日志处理（控制台/文件/网络输出）
- 游戏开发（AI行为策略切换）
使用原则：
- 策略对象应为无状态工具类
- 避免策略类之间的依赖关系
- 策略参数应通过上下文传递
- 配合工厂模式管理策略创建
- 优先组合而非继承实现扩展
性能优化技巧：
- 对象池管理策略实例（Java）
- 使用枚举策略（固定策略集合）
- 策略缓存（Go的sync.Pool）
- 避免在循环中频繁创建策略对象
模式优缺点剖析
优势：
- 符合单一职责原则
- 提升代码可测试性
- 运行时灵活切换算法
- 消除复杂的条件判断
- 提高代码复用程度
局限性：
- 可能增加对象数量
- 客户端必须了解不同策略
- 策略间通信成本较高
- 简单场景可能过度设计
扩展与变体
-
策略+工厂模式：自动创建策略对象
-
策略+模板方法：实现算法骨架复用
-
函数式策略（Java8+）：
interface DiscountStrategy { double apply(double price); } DiscountStrategy strategy = price -> price * 0.9; -
Go的函数选项模式：
type Option func(*Config) func WithStrategy(s Strategy) Option { return func(c *Config) { c.strategy = s } }
经典应用案例
- Java集合框架的Comparator
- Go的sort.Sort接口实现
- Spring的ResourceLoader策略
- Gin框架的路由匹配策略
- AWS SDK的RetryPolicy
总结
策略模式通过将算法封装为独立对象，实现了逻辑解耦和灵活扩展。在Java中，它体现着经典的OOP设计思想；在Go中，则展现出接口组合的简洁之美。随着函数式编程的普及，策略模式正在与Lambda表达式、闭包等特性深度融合，展现出更强大的生命力。
在微服务架构和云原生时代，策略模式的应用场景进一步扩展：在服务网格中动态选择路由策略、在配置中心实现灰度发布策略、在Serverless环境中切换冷启动策略等。
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