掌握设计模式--策略模式

掌握设计模式--策略模式

策略模式是一种行为设计模式，它定义了一系列算法，并将每个算法封装起来，使它们可以相互替换，从而让算法的变化独立于使用它们的客户端代码。本文将从策略模式的定义、组成部分、代码示例、优缺点、适用场景以及与其他模式的对比等多个方面进行详细阐述。

策略模式（Strategy Pattern）

策略模式是一种行为设计模式，它定义了一系列算法，并将每个算法封装起来，使它们可以相互替换，从而让算法的变化独立于使用它们的客户端代码。策略模式的核心在于为算法的实现提供统一的接口，并通过动态选择具体实现来实现灵活性。

组成部分

1. Context（上下文类）： 持有对某个策略对象的引用，并定义客户端需要的接口，负责在运行时动态切换策略。
2. Strategy（策略接口）： 定义所有支持的算法的公共接口。
3. ConcreteStrategy（具体策略实现）： 实现Strategy接口的具体算法。

代码示例

以下是使用策略模式实现不同的支付方式的动态切换。信用卡支付和微信支付的动态切换。

类图

策略接口

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

具体策略实现

// 具体策略实现 - 信用卡支付
public class CreditCardPayment implements PaymentStrategy {
    private String cardNumber;
    public CreditCardPayment(String cardNumber) {
        this.cardNumber = cardNumber;
    }
    @Override
    public void pay(int amount) {
        System.out.println("交易金额 " + amount + " 使用的卡号: " + cardNumber);
    }
}

// 具体策略实现 - 微信支付
public class WxPayment implements PaymentStrategy {
    private String phoneNumber;
    public WxPayment(String phoneNumber) {
        this.phoneNumber = phoneNumber;
    }
    @Override
    public void pay(int amount) {
        System.out.println("交易金额 " + amount + " 使用的手机号: " + phoneNumber);
    }
}

上下文

// 上下文类
public class PaymentContext {
    private PaymentStrategy strategy;
    public PaymentContext(PaymentStrategy strategy) {
        this.strategy = strategy;
    }
    public void setStrategy(PaymentStrategy strategy) {
        this.strategy = strategy;
    }
    public void executePayment(int amount) {
        strategy.pay(amount);
    }
}

测试代码

public class StrategyPatternDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 使用信用卡支付
        PaymentContext context = new PaymentContext(new CreditCardPayment("1234-5678-9012-3456"));
        context.executePayment(100);
        // 切换到Wx支付
        context.setStrategy(new WxPayment("13112345678"));
        context.executePayment(200);
    }
}

测试结果

交易金额 100 使用的卡号: 1234-5678-9012-3456
交易金额 200 使用的手机号: 13112345678

优缺点和适用场景

优点

1. 开放-封闭原则：新的策略可以在不修改现有代码的情况下添加。
2. 提高代码灵活性：可以动态地在运行时选择算法。
3. 消除冗长的条件分支：使用策略模式代替if-else或switch-case条件判断。

缺点

1. 类的数量增加：每个策略需要定义一个类，可能导致类数量增多。
2. 客户端需要知道所有策略：客户端必须了解策略的作用并选择合适的策略。

适用场景

1. 多个算法只有在行为上稍有不同的情况下。
2. 需要动态选择算法或者行为的情况下。
3. 避免使用条件语句（if-else或switch-case）来管理算法时。

实际应用

1. 数据加密算法选择（AES、RSA等）
2. 数据压缩算法（ZIP、GZIP）
3. 不同类型的文件解析（JSON、XML、YAML）

策略模式与其他模式的对比

1. 状态模式：状态模式的行为是状态驱动的，而策略模式的行为是由客户端选择驱动的。
2. 工厂模式：工厂模式用于创建对象，而策略模式关注的是行为的动态切换。
3. 桥接模式：桥接模式侧重于分离抽象和实现及多维度的扩展；而策略模式用于封装算法或行为，单维度的扩展。
4. 装饰模式：使用一系列装饰器类，通过组合的方式增强对象的功能。装饰器的核心在于“增强”。
5. 策略模式：客户端在运行时选择合适的策略来完成特定任务。策略模式的核心在于“替换”。

总结

策略设计模式定义了一系列算法（策略），将每个算法封装到独立的策略类中，并通过上下文类动态地选择和使用不同的策略，从而让算法的变化独立于使用算法的客户端。