【设计模式】实际场景解释策略模式与工厂模式的应用

前言

策略模式和工厂模式是常见的设计模式，它们可以帮助我们更好地组织和管理代码，提高代码的可维护性和可扩展性。

在本篇博客中，我将使用Java和SpringBoot作为示例，详细讲解策略模式和工厂模式的概念、场景和示例，并且帮助读者更好地理解它们的异同。

更多设计模式可以参考之前我写的文章：谈谈我们工作中的23个设计模式

策略模式

概念

• 策略模式是一种行为设计模式，它定义了一系列算法，并将每个算法封装起来，使它们可以互换。
• 策略模式可以让算法独立于使用它们的客户端而变化。
• 通俗来讲，策略模式就是将一组算法封装起来，让它们可以相互替换，从而使得算法可以独立于客户端而变化。

场景

策略模式通常应用于以下场景：

• 在一个系统中需要多个算法，并且这些算法经常需要切换。
• 当一个算法有多个变体，这些变体可以作为算法的一种实现。
• 当一个算法需要在运行时动态地选择实现。

示例

假设我们有一个购物车系统，其中有一个结算功能。
结算功能的具体实现有两种，一种是普通会员结算，另一种是VIP会员结算。

我们可以使用策略模式来实现这个功能。

• 具体实现如下：

  • 首先，我们定义一个结算策略接口：

    public interface SettlementStrategy {public double calculate(double price);
    }
    

  • 然后，我们实现两个具体的结算策略类，分别是普通会员结算和VIP会员结算：

    //普通会员
    public class NormalSettlementStrategy implements SettlementStrategy {@Overridepublic double calculate(double price) {return price;}
    }
    //VIP会员，九折
    public class VipSettlementStrategy implements SettlementStrategy {@Overridepublic double calculate(double price) {return price * 0.9;}
    }
    

  • 最后，我们在结算功能中使用策略模式来实现：

    public class ShoppingCart {private SettlementStrategy settlementStrategy;public void setSettlementStrategy(SettlementStrategy settlementStrategy) {this.settlementStrategy = settlementStrategy;}public double calculatePrice(double price) {return settlementStrategy.calculate(price);}
    }
    

  • 这样，我们就可以动态地选择结算策略了。具体使用方法如下：

    ShoppingCart shoppingCart = new ShoppingCart();
    // 使用普通会员结算策略
    shoppingCart.setSettlementStrategy(new NormalSettlementStrategy()); 
    // 结算100元
    double price = shoppingCart.calculatePrice(100); 
    

工厂模式

概念

• 工厂模式是一种创建型设计模式，它提供了一种创建对象的最佳方式，将对象的创建和使用分离开来。
• 工厂模式通常通过一个工厂类来创建对象，这样可以将对象的创建和具体实现分离，从而提高代码的可维护性和可扩展性。

场景

工厂模式通常应用于以下场景：

• 当一个系统需要独立于它所使用的对象的创建、组合和表示时。
• 当一个系统需要灵活地配置一组对象，并且需要动态地选择其中的一个时。
• 当一个系统需要使用多个实例化类中的一个时，并且系统只知道这些类的接口时。

示例

假设我们有一个图形绘制系统，其中有一个绘制图形的功能。图形有三种类型，分别是圆形、正方形和矩形。

我们可以使用工厂模式来实现这个功能。

• 具体实现如下：

  • 首先，我们定义一个图形接口：

    public interface Shape {public void draw();
    }
    

  • 然后，我们实现三个具体的图形类，分别是圆形、正方形和矩形：

    public class Circle implements Shape {@Overridepublic void draw() {System.out.println("Draw a circle");}}public class Square implements Shape {@Overridepublic void draw() {System.out.println("Draw a square");}}public class Rectangle implements Shape {@Overridepublic void draw() {System.out.println("Draw a rectangle");}}
    

  • 最后，我们实现一个图形工厂类，用于创建图形对象：

    public class ShapeFactory {public static Shape getShape(String shapeType) {if (shapeType == null) {return null;} else if (shapeType.equalsIgnoreCase("circle")) {return new Circle();} else if (shapeType.equalsIgnoreCase("square")) {return new Square();} else if (shapeType.equalsIgnoreCase("rectangle")) {return new Rectangle();}return null;}
    }
    

  • 这样，我们就可以通过工厂类来创建图形对象了。具体使用方法如下：

    Shape circle = ShapeFactory.getShape("circle"); // 创建一个圆形对象
    circle.draw(); // 绘制圆形Shape square = ShapeFactory.getShape("square"); // 创建一个正方形对象
    square.draw(); // 绘制正方形Shape rectangle = ShapeFactory.getShape("rectangle"); // 创建一个矩形对象
    rectangle.draw(); // 绘制矩形
    

策略模式与工厂模式的比较

策略模式和工厂模式都是常见的设计模式，它们在实现上有很多相似之处，但也有一些不同之处。

相同点

• 都是用于解耦对象的创建和使用。
• 都可以提高代码的可维护性和可扩展性。
• 都可以动态地选择实现。

不同点

• 策略模式是用于封装一组算法，让它们可以互相替换，而工厂模式是用于创建对象。

• 策略模式是面向对象的实现，它通过将算法封装成一个对象来实现，而工厂模式是一种创建型模式，它通过一个工厂类来创建对象。

• 策略模式主要关注的是算法的不同实现，而工厂模式主要关注的是对象的创建过程。

• 策略模式中的具体算法可以通过工厂模式来创建。

总结

策略模式和工厂模式都是常见的设计模式，它们在解耦对象的创建和使用方面有很好的效果。

• 策略模式可以使算法的实现互相替换，从而提高系统的灵活性和可维护性；
• 工厂模式可以将对象的创建和具体实现分离，从而提高代码的可维护性和可扩展性。

在实际应用中，我们可以根据具体的需求来选择适合的设计模式。