掌握设计模式--策略模式

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

• 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。
  
• Strategy（策略接口）：
  定义所有支持的算法的公共接口。
  
• 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

1. // 策略接口
2. public interface PaymentStrategy {
3.     void pay(int amount);
4. }

复制代码

具体策略实现

1. // 具体策略实现 - 信用卡支付
2. public class CreditCardPayment implements PaymentStrategy {
3.     private String cardNumber;
5.     public CreditCardPayment(String cardNumber) {
6.         this.cardNumber = cardNumber;
7.     }
9.     @Override
10.     public void pay(int amount) {
11.         System.out.println("交易金额 " + amount + " 使用的卡号: " + cardNumber);
12.     }
13. }
14. // 具体策略实现 - 微信支付
15. public class WxPayment implements PaymentStrategy {
16.     private String phoneNumber;
18.     public WxPayment(String phoneNumber) {
19.         this.phoneNumber = phoneNumber;
20.     }
22.     @Override
23.     public void pay(int amount) {
24.         System.out.println("交易金额 " + amount + " 使用的手机号: " + phoneNumber);
25.     }
26. }

复制代码

上下文

1. // 上下文类
2. public class PaymentContext {
3.     private PaymentStrategy strategy;
5.     public PaymentContext(PaymentStrategy strategy) {
6.         this.strategy = strategy;
7.     }
9.     public void setStrategy(PaymentStrategy strategy) {
10.         this.strategy = strategy;
11.     }
13.     public void executePayment(int amount) {
14.         strategy.pay(amount);
15.     }
16. }

复制代码

测试代码

1. public class StrategyPatternDemo {
2.     public static void main(String[] args) {
3.         // 使用信用卡支付
4.         PaymentContext context = new PaymentContext(new CreditCardPayment("1234-5678-9012-3456"));
5.         context.executePayment(100);
7.         // 切换到Wx支付
8.         context.setStrategy(new WxPayment("13112345678"));
9.         context.executePayment(200);
10.     }
11. }

复制代码

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

• 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。
  
• 提高代码灵活性： 可以动态地在运行时选择算法。
  
• 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

• 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。
  
• 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

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

实际应用

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

策略模式与其他模式的对比

• 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。
  
• 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。
  
• 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。
  
• 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”。
  
• 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。

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