24-Java策略模式 ( Strategy Pattern )

• 策略模式的重心不是如何实现算法，而是如何组织、调用这些算法，从而让程序结构更加灵活，具有更好的维护性和扩展性。

• 策略模式属于行为型模式

摘要

1. 意图

• 针对一组算法，将每一个算法封装到具有共同接口的独立的类中，从而使得它们可以相互替换。策略模式使得算法可以在不影响到客户端的情况下发生变化。

2. 主要解决

• 它将对象和行为分开，将行为定义为一个行为接口和具体的行为实现，说白了策略模式就是用来解决多个if判断的情况的。

3. 何时使用

• 需要在运行时动态地改变对象的行为
• 有多个算法可选，客户端需要根据不同的需要选择不同的算法
• 一个类定义了多种行为，并且这些行为在类的方法中以多个条件语句的形式出现。这时候可以将每种条件分支转化为一个独立的策略

4. 如何解决

• 将这些通用算法抽象出来

5. 关键代码

• 策略接口、具体策略类和环境类

6. 应用实例

• 做一批相机，分配中心需要根据相机的类型去找到不同的工人做相机
• 电商购物的优惠计算

7. 优点

• 松耦合：策略模式将不同的策略封装在独立的类中，与上下文对象解耦，增加了代码的灵活性和可维护性。
• 易于扩展：可以通过添加新的策略类来扩展系统的功能，无需修改现有代码。
• 符合开闭原则：对于新的策略，无需修改上下文对象，只需要实现新的策略接口即可。

8. 缺点

• 类数量增多：每个具体策略都需要一个独立的类，如果策略较多，将导致类的数量增加。
• 上层必须知道所有策略类：上层模块必须知道有哪些策略，并选择合适的策略进行使用，这与迪米特法则是相违背的，我只是想使用了一个策略，我凭什么就要了解这个策略呢？那要你的封装类还有什么 意义？这是原装策略模式的一个缺点。

9. 使用场景

• 有多个相似的类,只有行为有差异的情况下,可以考虑使用策略模式.
• 需要在运行时动态切换算法的情况下,可以使用策略模式.
• 一个系统需要在不同时间应用不同的业务规则情况下,可以使用策略模式
• 在一个系统中,有许多类需要根据某种规则进行排序,查找等操作的情况下,可以使用策略模式.

10. 注意事项

• 如果一个系统的策略多于四个，就需要考虑使用混合模式，解决策略类膨胀的问题，否则日后的系统维护就会成为一个烫手山芋。

实现

Java策略模式通常包括以下三种角色:

• Context(上下文):是策略模式中的核心类,用来管理具体策略实现类的创建,配置和执行,以及在运行时动态地选择具体的策略实现类.
• Strategy(策略):是一个接口或抽象类,定义了策略实现类的通用方法和属性,具体策略实现类必须实现这些方法和属性.
• ConcreteStrategy(具体策略):是策略接口的实现类,根据具体业务需求实现了策略接口定义的方法和属性.可以又多个具体策略实现类,Context类在运行时根据需要动态地选择具体的策略实现类.

范例

1. 支付策略接口(Strategy)

Strategy.java

package com.demo.gof;
public interface PaymentStrategy {/*** 支付** @param amount*/void pay(double amount);
}

2. 微信支付和支付宝支付策略类(ConcreteStrategy)

WechatPayment.java

package com.demo.gof;
public class WechatPayment implements PaymentStrategy {private String username;private String password;public WechatPayment(String username, String password) {this.username = username;this.password = password;}/*** 支付** @param amount*/@Overridepublic void pay(double amount) {System.out.println("微信支付:" + amount + "元");}
}

AliPayment.java

package com.demo.gof;
public class AliPayment implements PaymentStrategy{private String username;private String password;public AliPayment(String username, String password) {this.username = username;this.password = password;}/*** 支付** @param amount*/@Overridepublic void pay(double amount) {System.out.println("支付宝支付:" + amount + "元");}
}

3. 购物车类(Context)

ShoppingCart.java

package com.demo.gof;
public class ShoppingCart {private List<Item> itemList;private PaymentStrategy paymentStrategy;public ShoppingCart() {itemList = new ArrayList<>();}public void setPaymentStrategy(PaymentStrategy paymentStrategy) {this.paymentStrategy = paymentStrategy;}public void addItem(Item item){itemList.add(item);}public void removeItem(Item item){itemList.remove(item);}public double calculateTotal(){return itemList.stream().mapToDouble(Item::getPrice).sum();}public void pay(){paymentStrategy.pay(calculateTotal());}
}

4. 商品类

Item.java

package com.demo.gof;
@Data
public class Item {private String name;private double price;public Item(String name, double price) {this.name = name;this.price = price;}
}

5. 运行执行策略模式

Demo.java

package com.demo.gof;
public class Demo {public static void main(String[] args) {ShoppingCart shoppingCart = new ShoppingCart();Item item1 = new Item("item1",10);Item item2 = new Item("item2",10);shoppingCart.addItem(item1);shoppingCart.addItem(item2);shoppingCart.setPaymentStrategy(new AliPayment("aliPayUsername","aliPayPassword"));shoppingCart.pay();shoppingCart.setPaymentStrategy(new WechatPayment("wechatUsername","wechatPassword"));shoppingCart.pay();}
}

编译运行以上 Java 范例，输出结果如下