十三、行为型（策略模式）

策略模式（Strategy Pattern）

概念
策略模式（Strategy Pattern）是一种行为型设计模式，允许定义一系列算法，将每个算法封装在策略类中，并使它们可以互换使用。客户端可以根据需要动态选择不同的策略对象，从而在运行时决定采用哪种具体算法。

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应用场景

1. 算法的可替换性：当系统有多个不同的算法且这些算法可以互相替换时，可以使用策略模式。例如，排序算法、压缩算法等不同算法的实现。

2. 避免条件分支：当系统中存在大量的if-else或switch-case语句以选择不同的算法或行为时，可以使用策略模式将这些条件分支移入不同的策略类中，减少代码复杂度。

3. 动态地选择行为：策略模式允许在运行时动态地选择或切换不同的算法或行为。例如，支付系统中可以选择不同的支付方式（如信用卡、支付宝、微信等）作为策略。

4. 解耦行为与使用者：策略模式使得具体的算法实现与使用算法的类解耦，使用者无需了解具体的算法实现，只需使用策略接口即可。

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注意点

• 策略的数量：随着算法或行为的增加，策略类的数量也会增加，可能会造成类数量的膨胀。
• 策略的独立性：策略类应当是独立的，相互之间不应依赖。如果策略之间有逻辑关系，可能需要进一步重构。
• 客户端必须知晓策略：客户端需要了解并决定使用哪种策略，可能增加其复杂度。

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核心要素

1. Strategy（策略接口）：定义一系列可供选择的算法或行为。
2. ConcreteStrategy（具体策略）：具体的算法实现类，每个策略类实现不同的算法。
3. Context（上下文类）：维护一个策略对象，并根据客户端的选择动态使用不同的策略。

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Java代码完整示例

代码示例：简单策略模式

// 定义策略接口
interface Strategy {void execute();
}// 具体策略类 A
class ConcreteStrategyA implements Strategy {@Overridepublic void execute() {System.out.println("使用策略A进行操作");}
}// 具体策略类 B
class ConcreteStrategyB implements Strategy {@Overridepublic void execute() {System.out.println("使用策略B进行操作");}
}// 上下文类，维护一个策略对象
class Context {private Strategy strategy;// 构造函数注入策略对象public Context(Strategy strategy) {this.strategy = strategy;}// 动态设置策略public void setStrategy(Strategy strategy) {this.strategy = strategy;}// 执行策略public void executeStrategy() {strategy.execute();}
}// 客户端代码
public class StrategyPatternDemo {public static void main(String[] args) {// 使用策略AContext context = new Context(new ConcreteStrategyA());context.executeStrategy();// 切换到策略Bcontext.setStrategy(new ConcreteStrategyB());context.executeStrategy();}
}

输出结果：

使用策略A进行操作
使用策略B进行操作

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各种变形用法完整示例

1. 策略模式结合枚举
   通过枚举来实现策略模式，每个枚举实例代表一种策略。

   代码示例：

   enum PaymentStrategy {CREDIT_CARD {@Overridepublic void pay(double amount) {System.out.println("使用信用卡支付: " + amount + " 元");}},PAYPAL {@Overridepublic void pay(double amount) {System.out.println("使用PayPal支付: " + amount + " 元");}},ALIPAY {@Overridepublic void pay(double amount) {System.out.println("使用支付宝支付: " + amount + " 元");}};public abstract void pay(double amount);
   }public class PaymentContext {private PaymentStrategy strategy;public PaymentContext(PaymentStrategy strategy) {this.strategy = strategy;}public void setStrategy(PaymentStrategy strategy) {this.strategy = strategy;}public void pay(double amount) {strategy.pay(amount);}public static void main(String[] args) {PaymentContext context = new PaymentContext(PaymentStrategy.CREDIT_CARD);context.pay(100.0);context.setStrategy(PaymentStrategy.PAYPAL);context.pay(200.0);context.setStrategy(PaymentStrategy.ALIPAY);context.pay(300.0);}
   }
   

   输出结果：

   使用信用卡支付: 100.0 元
   使用PayPal支付: 200.0 元
   使用支付宝支付: 300.0 元
   

2. 策略模式结合Lambda表达式
   在Java 8中，可以使用Lambda表达式简化策略模式的实现，将策略作为函数式接口来处理。

   代码示例：

   interface Strategy {void execute();
   }public class StrategyLambdaDemo {public static void main(String[] args) {// 使用Lambda表达式定义不同策略Strategy strategyA = () -> System.out.println("使用策略A执行操作");Strategy strategyB = () -> System.out.println("使用策略B执行操作");// 创建上下文并设置策略Context context = new Context(strategyA);context.executeStrategy();context.setStrategy(strategyB);context.executeStrategy();}
   }
   

   输出结果：

   使用策略A执行操作
   使用策略B执行操作
   

3. 策略模式结合工厂模式
   可以通过工厂模式来创建不同的策略对象，并根据条件动态选择合适的策略。

   代码示例：

   // 定义策略接口
   interface Strategy {void execute();
   }// 具体策略类 A
   class ConcreteStrategyA implements Strategy {@Overridepublic void execute() {System.out.println("使用策略A进行操作");}
   }// 具体策略类 B
   class ConcreteStrategyB implements Strategy {@Overridepublic void execute() {System.out.println("使用策略B进行操作");}
   }// 策略工厂类
   class StrategyFactory {public static Strategy getStrategy(String type) {switch (type) {case "A":return new ConcreteStrategyA();case "B":return new ConcreteStrategyB();default:throw new IllegalArgumentException("未知策略类型");}}
   }// 上下文类
   class Context {private Strategy strategy;public Context(Strategy strategy) {this.strategy = strategy;}public void executeStrategy() {strategy.execute();}
   }// 客户端
   public class StrategyFactoryDemo {public static void main(String[] args) {// 通过工厂创建策略对象Context context = new Context(StrategyFactory.getStrategy("A"));context.executeStrategy();context = new Context(StrategyFactory.getStrategy("B"));context.executeStrategy();}
   }
   

   输出结果：

   使用策略A进行操作
   使用策略B进行操作
   

4. 策略模式结合依赖注入
   使用依赖注入框架（如Spring）动态选择策略，这样可以将策略的选择交给框架来管理。

   代码示例（伪代码）：

   // 定义策略接口
   interface Strategy {void execute();
   }// 具体策略类 A
   @Component("strategyA")
   class ConcreteStrategyA implements Strategy {@Overridepublic void execute() {System.out.println("使用策略A进行操作");}
   }// 具体策略类 B
   @Component("strategyB")
   class ConcreteStrategyB implements Strategy {@Overridepublic void execute() {System.out.println("使用策略B进行操作");}
   }// 上下文类
   @Component
   class Context {private final Map<String, Strategy> strategies;// 使用Spring自动注入策略Mappublic Context(Map<String, Strategy> strategies) {this.strategies = strategies;}public void executeStrategy(String strategyType) {Strategy strategy = strategies.get(strategyType);if (strategy != null) {strategy.execute();} else {throw new IllegalArgumentException("未知策略类型");}}
   }// 客户端
   @SpringBootApplication
   public class StrategySpringDemo {public static void main(String[] args) {ApplicationContext context = SpringApplication.run(StrategySpringDemo.class, args);Context strategyContext = context.getBean(Context.class);strategyContext.executeStrategy("strategyA");strategyContext.executeStrategy("strategyB");}
   }
   

   输出结果：

   使用策略A进行操作
   使用策略B进行操作
   

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通过这些不同的变形，策略模式不仅能应对多种不同的需求场景，还能与现代开发方法（如枚举、Lambda、工厂模式、依赖注入等）灵活结合，进一步提升代码的可维护性和可扩展性。