Java 设计模式・策略模式篇：从思想到代码实现

一、行为型模式在面向对象的世界里如何优雅地组织对象间的交互、分配职责是每一位开发者都会反复思考的问题。直接硬编码交互逻辑固然简单但当业务复杂度上升、对象协作关系变得错综复杂时这种方式就会让代码变得僵化、难以扩展。行为型设计模式正是为了解决这一痛点而诞生的一套思想体系。它们关注如何定义对象之间的通信方式和职责分配通过命令、迭代、观察者、策略等手段让对象间的协作更具灵活性、可复用性和可维护性。在 Java 开发中行为型模式主要包含以下 11 种经典实现模板方法模式 (Template Method)定义一个操作中的算法的骨架而将一些步骤延迟到子类中使得子类可以不改变一个算法的结构即可重定义该算法的某些特定步骤。Java 设计模式・模板方法模式篇从思想到代码实现-CSDN博客策略模式 (Strategy)定义一系列的算法把它们一个个封装起来并且使它们可相互替换让算法独立于使用它的客户而变化。命令模式 (Command)将一个请求封装为一个对象从而使你可以用不同的请求对客户进行参数化支持可撤销操作。Java 设计模式・命令模式篇-CSDN博客责任链模式 (Chain of Responsibility)将请求的发送者和接收者解耦使多个对象都有机会处理这个请求形成一条处理链。Java 设计模式・责任链模式篇从思想到代码实现-CSDN博客状态模式 (State)允许一个对象在其内部状态改变时改变它的行为对象看起来似乎修改了它的类。Java 设计模式・状态模式篇从思想到代码实现-CSDN博客观察者模式 (Observer)定义对象间的一种一对多的依赖关系当一个对象的状态发生改变时所有依赖它的对象都得到通知并被自动更新。Java 设计模式・观察者模式篇从思想到代码实现-CSDN博客中介者模式 (Mediator)用一个中介对象来封装一系列的对象交互使各对象不需要显式地相互引用从而降低耦合。Java 设计模式・中介者模式篇从思想到代码实现-CSDN博客迭代器模式 (Iterator)提供一种方法顺序访问一个聚合对象中的各个元素而又不暴露其内部的表示。Java 设计模式・迭代器模式篇从思想到代码实现-CSDN博客访问者模式 (Visitor)表示一个作用于某对象结构中的各元素的操作它使你可以在不改变各元素的类的前提下定义作用于这些元素的新操作。Java 设计模式・访问者模式篇从思想到代码实现-CSDN博客备忘录模式 (Memento)在不破坏封装性的前提下捕获一个对象的内部状态并在该对象之外保存这个状态以便以后恢复。Java 设计模式・备忘录模式篇从思想到代码实现-CSDN博客解释器模式 (Interpreter)给定一个语言定义它的文法的一种表示并定义一个解释器这个解释器使用该表示来解释语言中的句子。二、策略模式2.1 介绍该模式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且算法的变化不会影响使用算法的客户。策略模式属于对象行为模式它通过对算法进行封装把使用算法的责任和算法的实现分割开来并委派给不同的对象对这些算法进行管理。2.2 角色抽象策略Strategy类这是一个抽象角色通常由一个接口或抽象类实现。此角色给出所有的具体策略类所需的接口。具体策略Concrete Strategy类实现了抽象策略定义的接口提供具体的算法实现或行为。环境Context类持有一个策略类的引用最终给客户端调用。三、代码实现为了方便理解本文采用中文定义类名3.1 抽象策略类public interface 出行 { void go(); }3.2 具体策略类public class 飞机出行 implements 出行{ Override public void go() { System.out.println(飞机出行...); } }public class 高铁出行 implements 出行{ Override public void go() { System.out.println(高铁出行...); } }3.3 环境类public class 出行软件 { private 出行 strategy; public void setStrategy(出行 strategy) { this.strategy strategy; } public void go(){ strategy.go(); } }3.4 客户端public class 客户端 { public static void main(String[] args) { 出行软件 app new 出行软件(); app.setStrategy(new 高铁出行()); app.go(); app.setStrategy(new 飞机出行()); app.go(); } }四、优缺点4.1 优点消除大量 if-else/switch 冗余代码没有策略模式时处理多套逻辑通常会写一堆条件判断比如 “如果是支付宝支付就执行 A 逻辑如果是微信支付就执行 B 逻辑”代码臃肿且难维护策略模式把不同逻辑封装成独立策略类通过 “接口 多态” 调用代码更简洁。遵循 “开闭原则”扩展成本低新增策略时只需实现抽象策略接口无需修改现有代码包括环境类和其他策略类不会引入新的 bug符合 “对扩展开放、对修改关闭” 的设计原则。算法 / 逻辑与使用方解耦策略的具体实现细节被封装在各自的策略类中使用策略的环境类比如 Traveler只依赖抽象策略接口无需关心底层实现降低了代码的耦合度。策略可复用、可独立测试每个策略类都是独立的可在不同场景复用比如 “满减策略” 既可以用在商品下单也可以用在优惠券抵扣同时单个策略类可单独编写单元测试测试更精准。4.2 缺点类的数量会增多增加代码复杂度每新增一种策略就需要新增一个具体策略类。如果策略数量过多比如有 10 种以上支付方式会导致类爆炸项目结构变复杂不利于新手理解。客户端需要了解所有策略的差异环境类客户端需要知道 “什么时候该用哪个策略”比如出行者需要判断 “赶时间就用打车策略省钱就用地铁策略”如果策略的选择逻辑复杂这个判断成本会转移到客户端增加客户端的认知负担。所有策略类都对外暴露抽象策略接口定义了所有策略的统一方法若不同策略的执行逻辑差异较大比如有的策略需要额外参数接口设计会变得冗余或需要做兼容处理。五、适用场景5.1 适用同一类业务场景下有多种不同的算法 / 逻辑可以实现同一个目标比如排序、支付、优惠、出行需要动态切换这些算法 / 逻辑比如用户下单时自选支付方式系统根据时间自动切换出行策略这些算法 / 逻辑的核心目标一致只是实现方式不同比如所有支付策略的目标都是 “完成扣款”所有排序策略的目标都是 “数组有序”。5.2 不适用策略数量极少仅 1-2 种且短期内不会新增策略逻辑简单用 1-2 行代码就能实现比如判断 “是否满 18 岁”没必要封装成独立类策略不需要动态切换且永远只使用一种比如系统固定用快速排序。六、对比学习6.1 简单工厂模式对比Java 设计模式・工厂模式篇从思想到代码实现_java实现工厂设计模式-CSDN博客维度策略模式简单工厂模式核心目标封装可替换的算法 / 逻辑支持动态切换封装对象的创建过程解耦创建与使用角色定位行为型模式关注 “怎么做”创建型模式关注 “怎么造”客户端职责需知道所有策略自行选择 / 切换策略无需知道具体产品类只需告诉工厂 “要什么”典型场景支付方式动态切换用户选支付宝 / 微信根据参数创建对应支付对象工厂返回支付宝 / 微信实例6.2 模板方法模式对比Java 设计模式・模板方法模式篇从思想到代码实现-CSDN博客两者都用于封装业务逻辑但核心是 “谁控制流程”—— 模板方法模式是 “固定流程 可变步骤”策略模式是 “可变流程 统一目标”。维度策略模式模板方法模式流程控制权客户端选择完整的算法 / 流程父类固定核心流程子类仅重写局部步骤设计思路“横向” 替换整个算法比如步行 / 地铁 / 打车“纵向” 修改流程中的某个步骤比如泡茶固定 “烧水→冲泡→倒出”可变 “用绿茶 / 红茶”耦合度策略与环境类松耦合完全独立子类依赖父类的流程框架耦合度更高典型场景不同算法实现同一目标固定流程中部分步骤可定制6.3 享元模式对比对比维度策略模式Strategy Pattern享元模式Flyweight Pattern核心定义定义一系列算法封装每个算法并使其可互相替换算法变化独立于使用方运用共享技术有效支持大量细粒度对象通过复用减少对象创建数量设计目标解耦算法与使用方支持逻辑动态切换消除冗余 if-else复用相同 / 相似对象减少内存占用提升系统性能 / 资源利用率模式类型行为型模式关注 “怎么做”即算法 / 逻辑的执行结构型模式关注 “怎么组织”即对象的结构复用核心思想“多选一”同一目标的不同实现逻辑客户端主动选择 / 切换“共享复用”提取可共享的内部状态复用对象实例区分不可共享的外部状态核心角色抽象策略、具体策略、环境类Context抽象享元、具体享元、享元工厂、客户端维护外部状态对象特性策略对象可独立创建无需复用默认不考虑复用各策略逻辑独立享元对象必须可共享内部状态不变外部状态通过方法传入不存储在对象内使用场景1. 同一业务目标有多种可切换的实现逻辑如支付方式、排序算法2. 需避免大量 if-else 判断1. 系统中存在大量细粒度、相似的对象如游戏小兵、字体样式2. 对象创建成本高、内存占用大关键关注点逻辑的灵活性、可扩展性、解耦度对象的复用率、内存占用、系统性能典型示例出行方式步行 / 地铁 / 打车、支付方式支付宝 / 微信、排序算法切换游戏中大量相同外观的小兵、Word 中的字体样式、网站的按钮样式缓存两者组合价值1. 用策略模式封装可切换的业务逻辑2. 用享元模式复用策略对象兼顾灵活与性能如海量用户支付场景七、源码举例 Comparator 接口策略模式角色Java 源码中的实现抽象策略Strategyjava.util.Comparator接口核心方法int compare(T o1, T o2)具体策略ConcreteStrategy自定义的Comparator实现类如Integer升序 / 降序比较器、自定义对象比较器环境类ContextCollections.sort(ListT list, Comparator? super T c)或Arrays.sort(T[] a, Comparator? super T c)FunctionalInterface public interface ComparatorT { int compare(T o1, T o2); ... }public static T void sort(T[] a, Comparator? super T c) { if (c null) { sort(a); } else { if (LegacyMergeSort.userRequested) legacyMergeSort(a, c); else TimSort.sort(a, 0, a.length, c, null, 0, 0); } }具体的选择策略可以看此篇Java 全排序算法实现与 不同版本JDK 排序策略解析-CSDN博客八、其他相关设计模式Java 设计模式・总结目录篇从思想到代码实现-CSDN博客