策略模式：让你的代码灵活应对不同场景

写在前面

如果你正在为代码的可扩展性和可维护性感到烦恼，策略模式可以成为你的得力助手。本篇技术文章详细介绍了策略模式的核心原理和实战应用，帮助你解决在程序设计中所面临的挑战。无论你是初学者还是有一定经验的开发者，这篇文章都能够为你提供有益的知识和实用的技巧，值得一读！

前言

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从这篇文章开始来盘一盘行为型设计模式，那么行为型的设计模式有哪些呢？行为型模式是用于描述类或对象怎样交互以及怎样分配职责，共十一种，包括策略模式、模版方法模式、观察者模式、迭代器模式、责任链模式、命令模式、备忘录模式、状态模式、访问者模式、中介者模式、解释器模式。

什么是策略模式

策略模式是一种行为型设计模式，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。策略模式的主要目的是将算法的行为和环境分开，将一系列算法封装在策略类中，并在运行时根据客户端的需求选择相应的算法。策略模式适用于需要使用多种算法，且算法之间可以相互替换的情况。在策略模式中，算法的变化不会影响到使用算法的客户端。

策略模式的核心原理

策略模式是一种行为设计模式，其核心原理是将可以相互替换的算法封装成独立的类，并使它们能够互相之间替换，以使得算法的变化独立于使用算法的客户端。

策略模式主要包括三个核心角色：

1. Context（上下文）：这个角色是策略模式中的重要组成部分，通常用于存储和传递策略对象，以及处理策略对象的交互逻辑。上下文对象在客户端的请求下，会调用合适的策略对象来执行相应的操作。
2. Strategy（策略）：这个角色通常是一个接口，用于定义各种策略对象的共同方法。具体策略对象实现这个接口，并包含具体的算法实现。策略对象不持有任何上下文对象的状态，这样保证了策略对象的可复用性。
3. ConcreteStrategy（具体策略）：这个角色是实现策略接口的具体类，包含了具体的算法实现。具体策略对象通常会持有上下文对象的状态，以便在执行算法时能够访问和修改这些状态。

这三个核心角色共同实现了策略模式的核心思想：将算法与使用算法的客户端分离，使算法可以独立于客户端而变化。

策略模式如何实现

需求描述

很多购物网站都有会员业务，不同等级的会员可以享受不同程度的优惠，这里假设某会员业务系统的会员等级有非会员、初级会员、中级会员、高级会员四个等级，其中非会员在支付的时候需要全额支付 ，初级会员可以享受8折优惠，中级会员可以享受7折优惠，高级会员可以享受5折优惠，如果需要写一个支付接口，需要怎么实现呢？

实现方案

类似这样的业务模型，是比较适合使用策略模式的，但是如果仅仅使用策略模式是没有办法在主业务流程中完全避免if else的判断的，如果从实际业务出发，可以把简单工厂模式和策略模式结合起来使用。策略模式只负责定义不同的优惠策略，而简单工厂模式，负责根据不同的会员，生产出不同的具体优惠策略。具体怎么做呢？

1、定义抽象的支付策略接口：PayStrategy.java;

/** * 支付策略接口 */public interface PayStrategy {
    /**
     * 实际支付金额计算
     * @param money
     */
    Double compute(Double money);
}

2、定义具体的支付策略类：Level0Streategy.java、Level1Streategy.java、Level2Streategy.java、Level3Streategy.java

/** * 非会员计费策略 */public class Level0Strategy implements PayStrategy{
    @Override
    public Double compute(Double money) {
        System.out.println("非会员开始计费");
        return money;
    }
}

/** * 初级会员计费策略 */public class Level1Strategy implements PayStrategy{
    @Override
    public Double compute(Double money) {
        System.out.println("初级会员开始计费");
        return money*0.8;
    }
}

/** * 中级会员计费策略 */public class Level2Strategy implements PayStrategy{
    @Override
    public Double compute(Double money) {
        System.out.println("中级会员开始计费");
        return money*0.7;
    }
}

/** * 高级会员计费策略 */public class Level3Strategy implements PayStrategy{
    @Override
    public Double compute(Double money) {
        System.out.println("高级会员开始计费");
        return money*0.5;
    }
}

3、定义用于存储和传递策略的上下文：StreateContext.java

/** * 支付策略上下文 */public class StrategyContent {
    private PayStrategy payStrategy;

    public StrategyContent(PayStrategy payStrategy) {
        this.payStrategy = payStrategy;
    }

    /**
     * 支付方法
     * @param money
     * @return
     */
    public Double pay(Double money){
        return this.payStrategy.compute(money);
    }
}

4、定义策略工厂类，用于生产具体的策略：PayStreategyFactory.java

/** * 策略工厂 */public class PayStrategyFactory {

    public static PayStrategy getStrategy(Member member){
        PayStrategy payStrategy;
        switch (member.getLevel()){
            case "初级":
                payStrategy=new Level1Strategy();
                break;
            case "中级":
                payStrategy=new Level2Strategy();
                break;
            case "高级":
                payStrategy=new Level3Strategy();
                break;
            default:
                payStrategy=new Level0Strategy();
                break;
        }
        return payStrategy;
    }
}

5、编写客户端：，模拟不同的用户进行支付:Test.java

@Data@AllArgsConstructorpublic class Member {    /**
     * 会员姓名
     */
    private String name;
    /**
     * 会员等级:非会员、初级、中级、高级
     */
    private String level;
    /**
     * 支付金额
     */
    private Double pay;
}

public class Test {    public static void main(String[] args) {        Member member = new Member("小明", "初级", 100.00);        PayStrategy strategy = PayStrategyFactory.getStrategy(member);
        StrategyContent strategyContent = new StrategyContent(strategy);
        Double pay = strategyContent.pay(member.getPay());
        System.out.println(member.getName() + "应支付金额:" + member.getPay() + ",实际支付金额:" + pay);
        member = new Member("小红", "中级", 100.00);
        strategy = PayStrategyFactory.getStrategy(member);
        strategyContent = new StrategyContent(strategy);
        pay = strategyContent.pay(member.getPay());
        System.out.println(member.getName() + "应支付金额:" + member.getPay() + ",实际支付金额:" + pay);
        member = new Member("铁蛋", "高级", 100.00);
        strategy = PayStrategyFactory.getStrategy(member);
        strategyContent = new StrategyContent(strategy);
        pay = strategyContent.pay(member.getPay());
        System.out.println(member.getName() + "应支付金额:" + member.getPay() + ",实际支付金额:" + pay);
        member = new Member("李2", "非会员", 100.00);
        strategy = PayStrategyFactory.getStrategy(member);
        strategyContent = new StrategyContent(strategy);
        pay = strategyContent.pay(member.getPay());
        System.out.println(member.getName() + "应支付金额:" + member.getPay() + ",实际支付金额:" + pay);
    }
}

策略模式的适用场景

1. 不同业务逻辑：在同一个业务逻辑中，可能会存在不同的策略或算法。例如，在电商网站中，可以根据不同的促销策略对商品进行不同的定价。在这种情况下，可以使用策略模式来封装不同的促销策略，并在运行时根据需要选择合适的策略。
2. 数据排序策略：在处理大量数据时，可能需要使用不同的排序算法。例如，冒泡排序、选择排序、插入排序和二叉树排序等。在这种情况下，可以使用策略模式来定义不同的排序策略，并在运行时根据需要选择合适的策略。
3. 算法切换：在某些情况下，可能需要根据不同的条件切换不同的算法。例如，在进行实时计算时，可能需要根据不同的输入数据选择不同的计算算法。在这种情况下，可以使用策略模式来封装不同的算法，并在运行时根据需要选择合适的算法。
4. 行为切换：在系统中，可能需要根据不同的条件切换不同的行为。例如，在一个游戏中，可能需要根据不同的关卡选择不同的游戏策略。在这种情况下，可以使用策略模式来封装不同的游戏策略，并在运行时选择合适的行为。

总之，策略模式的应用场景非常广泛，可以用于处理不同业务逻辑、数据排序、算法切换和行为切换等方面。通过使用策略模式，我们可以将算法或行为的变化和具体实现细节分离出来，使得代码更加灵活、易于维护和扩展。

总结

优点：

1. 避免使用多重条件语句：策略模式通过使用策略类和上下文对象来避免使用多重条件语句，如if-else语句或switch-case语句。通过将算法的行为封装到策略类中，并在运行时根据客户端的需求选择相应的算法，策略模式使得代码更加简洁、易于维护和扩展。
2. 提供可重用的算法族：策略模式通过定义抽象策略类和具体策略类，提供了一系列的算法实现。这些算法可以在不同的上下文中重复使用，通过组合和替换不同的策略对象来满足客户端的需求。
3. 分离算法和客户端：策略模式将算法的实现和使用分离到具体的策略类和上下文对象中。客户端只需要与上下文对象进行交互，而不需要直接处理算法的实现细节。这种分离使得代码更加清晰、易于理解和维护。
4. 支持对开闭原则的完美支持：策略模式可以在不修改原有代码的情况下，灵活地增加新的算法。通过定义新的策略类和上下文对象，可以轻松地将新的算法集成到现有系统中，满足新的需求。
5. 将算法的使用放到环境类中：策略模式将算法的使用放到上下文对象中，而算法的实现则移到具体策略类中。这种分离使得代码更加清晰、易于管理和扩展。
6. 客户端必须理解所有策略算法的区别：策略模式要求客户端必须理解所有可用的策略算法的区别，以便在适当的时候选择合适的算法。这可能增加了客户端的复杂性和学习成本。

缺点

7. 可能导致过多的策略类：策略模式可能导致创建过多的策略类，每个算法都对应一个策略类。这可能会增加系统的复杂性和维护成本。

总之，策略模式是一种行为型设计模式，它通过封装一系列可重用的算法实现，并将它们组合到不同的上下文中，实现了算法的行为和使用的分离。这种模式使得代码更加灵活、易于维护和扩展，同时支持在不修改原有代码的情况下增加新算法，从而提高了代码的灵活性和可维护性。

写在最后

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