策略模式定義
策略模式（Strategy Pattern）是一種行為型設(shè)計(jì)模式，定義了一系列算法，并將每個(gè)算法封裝起來，使它們可以相互替換。策略模式使得算法可以在不影響客戶端的情況下發(fā)生變化，其主要目的是將算法的實(shí)現(xiàn)與使用解耦，提高程序的靈活性和可擴(kuò)展性。
基本概念
- 策略（Strategy）：定義了算法的通用接口，各種具體策略類實(shí)現(xiàn)該接口。
- 具體策略（Concrete Strategy）：實(shí)現(xiàn)了策略接口，封裝了具體的算法或行為。
- 上下文（Context）：持有一個(gè)策略的引用，客戶端通過上下文來與策略交互。
策略模式的種類
雖然策略模式本身沒有明顯的種類劃分，但根據(jù)實(shí)現(xiàn)方式和應(yīng)用場景的不同，可以有以下變體：
- 經(jīng)典策略模式：使用接口或抽象類定義策略，具體策略類實(shí)現(xiàn)該接口，客戶端通過上下文來使用策略。
- 匿名內(nèi)部類或 Lambda 表達(dá)式：在支持函數(shù)式編程的語言中，可以使用匿名類或 Lambda 表達(dá)式簡化策略的實(shí)現(xiàn)。
- 策略枚舉：當(dāng)策略數(shù)量固定時(shí)，可以使用枚舉類型來實(shí)現(xiàn)不同的策略。
基本上使用1、3兩種
使用場景
- 多種算法需要在運(yùn)行時(shí)切換：如支付方式、排序算法等，根據(jù)不同的條件選擇合適的算法。
-
避免大量的條件語句：使用策略模式可以替代
if-else或switch語句，提高代碼的可讀性和可維護(hù)性。 - 行為的變化需要獨(dú)立于上下文：算法的變化不應(yīng)影響使用它的代碼，遵循開閉原則。
下面以最常用的場景，支付場景作為演示Demo
假設(shè)我們有一個(gè)電商平臺，支持多種支付方式，如銀聯(lián)支付、支付寶和微信支付。
使用策略模式可以讓支付方式的選擇和實(shí)現(xiàn)獨(dú)立，方便擴(kuò)展新的支付方式。
1. 定義策略接口
// 支付策略接口
public interface PaymentStrategy {
void pay(double amount);
}
2. 實(shí)現(xiàn)具體策略
// 銀聯(lián)支付策略
public class UnionPayPayment implements PaymentStrategy {
private String cardNumber;
private String cardHolderName;
private String bankName;
public UnionPayPayment(String cardNumber, String cardHolderName, String bankName) {
this.cardNumber = cardNumber;
this.cardHolderName = cardHolderName;
this.bankName = bankName;
}
@Override
public void pay(double amount) {
// 銀聯(lián)支付的具體實(shí)現(xiàn)
System.out.println("使用銀聯(lián)卡支付 " + amount + " 元。");
}
}
// 支付寶支付策略
public class AlipayPayment implements PaymentStrategy {
private String alipayId;
public AlipayPayment(String alipayId) {
this.alipayId = alipayId;
}
@Override
public void pay(double amount) {
// 支付寶支付的具體實(shí)現(xiàn)
System.out.println("使用支付寶支付 " + amount + " 元。");
}
}
// 微信支付策略
public class WeChatPayment implements PaymentStrategy {
private String weChatId;
public WeChatPayment(String weChatId) {
this.weChatId = weChatId;
}
@Override
public void pay(double amount) {
// 微信支付的具體實(shí)現(xiàn)
System.out.println("使用微信支付 " + amount + " 元。");
}
}
3. 創(chuàng)建上下文類
// 購物車類，持有支付策略
public class ShoppingCart {
private List<Item> items;
private PaymentStrategy paymentStrategy;
public ShoppingCart() {
items = new ArrayList<>();
}
// 添加商品
public void addItem(Item item) {
items.add(item);
}
// 設(shè)置支付策略
public void setPaymentStrategy(PaymentStrategy paymentStrategy) {
this.paymentStrategy = paymentStrategy;
}
// 結(jié)賬
public void checkout() {
double total = calculateTotal();
paymentStrategy.pay(total);
}
// 計(jì)算總價(jià)
private double calculateTotal() {
double sum = 0;
for (Item item : items) {
sum += item.getPrice();
}
return sum;
}
}
4. 商品類
public class Item {
private String name;
private double price;
public Item(String name, double price) {
this.name = name;
this.price = price;
}
// 獲取價(jià)格
public double getPrice() {
return price;
}
}
5. 客戶端代碼
public class Client {
public static void main(String[] args) {
ShoppingCart cart = new ShoppingCart();
// 添加商品
cart.addItem(new Item("蘋果", 10.0));
cart.addItem(new Item("香蕉", 20.0));
// 選擇支付方式并支付
// 使用銀聯(lián)支付
PaymentStrategy unionPayPayment = new UnionPayPayment("6222020200000000", "張三", "中國銀行");
cart.setPaymentStrategy(unionPayPayment);
cart.checkout();
// 使用支付寶支付
PaymentStrategy alipayPayment = new AlipayPayment("alipay_user_id");
cart.setPaymentStrategy(alipayPayment);
cart.checkout();
// 使用微信支付
PaymentStrategy weChatPayment = new WeChatPayment("wechat_user_id");
cart.setPaymentStrategy(weChatPayment);
cart.checkout();
}
}
輸出結(jié)果：
使用銀聯(lián)卡支付 30.0 元。
使用支付寶支付 30.0 元。
使用微信支付 30.0 元。
6. 新增支付方式
如果需要新增一種支付方式，例如 Apple Pay，只需新增一個(gè)策略類：
// Apple Pay 支付策略
public class ApplePayPayment implements PaymentStrategy {
private String appleId;
public ApplePayPayment(String appleId) {
this.appleId = appleId;
}
@Override
public void pay(double amount) {
// Apple Pay 支付的具體實(shí)現(xiàn)
System.out.println("使用 Apple Pay 支付 " + amount + " 元。");
}
}
在客戶端代碼中使用：
// 使用 Apple Pay 支付
PaymentStrategy applePayPayment = new ApplePayPayment("apple_user_id");
cart.setPaymentStrategy(applePayPayment);
cart.checkout();
策略模式與抽象工廠模式的區(qū)別
雖然策略模式和抽象工廠模式都涉及到對象的創(chuàng)建和使用，但它們的目的和應(yīng)用場景不同：
策略模式：關(guān)注算法的封裝和互換，旨在運(yùn)行時(shí)靈活地選擇和切換算法。它將行為或算法抽象成獨(dú)立的策略類，使得不同的策略可以互相替換，客戶端通過上下文來使用策略。
抽象工廠模式：關(guān)注產(chǎn)品族的創(chuàng)建，旨在提供一個(gè)接口，用于創(chuàng)建一系列相關(guān)或相互依賴的對象，而無需指定它們的具體類。抽象工廠模式主要用于創(chuàng)建對象，隱藏對象創(chuàng)建的細(xì)節(jié)，確保客戶端使用的是同一產(chǎn)品族的對象。
區(qū)別總結(jié)：
目的不同：策略模式主要解決算法的選擇和切換問題，抽象工廠模式主要解決對象的創(chuàng)建問題。
結(jié)構(gòu)不同：策略模式包含策略接口和具體策略類，客戶端通過上下文與策略交互；抽象工廠模式包含抽象工廠、具體工廠、抽象產(chǎn)品和具體產(chǎn)品，客戶端通過工廠創(chuàng)建產(chǎn)品。
使用方式不同：策略模式強(qiáng)調(diào)算法的可替換性，通常在運(yùn)行時(shí)決定使用哪種策略；抽象工廠模式強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品族的一致性，通常在編譯時(shí)就確定了具體的工廠和產(chǎn)品。
在支付場景中：
策略模式：我們使用策略模式來封裝不同的支付方式（策略），如銀聯(lián)支付、支付寶支付、微信支付等。每種支付方式實(shí)現(xiàn)了相同的策略接口，可以互相替換，客戶端可以在運(yùn)行時(shí)選擇不同的支付策略。
抽象工廠模式：假設(shè)我們需要?jiǎng)?chuàng)建一系列相關(guān)的支付對象，例如支付方式、支付驗(yàn)證、支付日志等，且這些對象在不同的平臺（如國內(nèi)支付平臺、國際支付平臺）有不同的實(shí)現(xiàn)。這時(shí)可以使用抽象工廠模式，提供一個(gè)接口來創(chuàng)建相關(guān)的支付對象，確保同一平臺的對象一起工作。
策略模式的優(yōu)勢
- 符合開閉原則：添加新的策略無需修改原有代碼，擴(kuò)展性好。
- 避免使用多重條件判斷：策略模式通過多態(tài)替代了條件判斷，代碼更簡潔。
- 提高代碼的靈活性：可以在運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)更換策略，滿足不同的業(yè)務(wù)需求。
- 策略獨(dú)立，便于維護(hù)：每個(gè)策略都封裝在獨(dú)立的類中，便于單獨(dú)修改和測試。
- 可復(fù)用性高：策略類可以在不同的上下文中復(fù)用，減少重復(fù)代碼。
策略模式的意義
- 解耦算法和使用場景：將算法的實(shí)現(xiàn)和使用它的代碼分離，方便獨(dú)立地更改或擴(kuò)展算法。
- 提高系統(tǒng)的可維護(hù)性：算法的更改不影響上下文，降低了修改的風(fēng)險(xiǎn)。
- 滿足不同的需求：通過靈活地選擇策略，可以滿足不同客戶或環(huán)境的需求。
啟發(fā)
策略模式的應(yīng)用超越了代碼層面，它體現(xiàn)了一種面向變化、擁抱變化的思想。在快速發(fā)展的技術(shù)領(lǐng)域，我們需要構(gòu)建具有彈性和適應(yīng)性的系統(tǒng)，以應(yīng)對未來的挑戰(zhàn)。通過合理地應(yīng)用策略模式，我們可以設(shè)計(jì)出更具生命力的軟件，為用戶提供更好的體驗(yàn)。
