常见面试题之设计模式--策略模式

1. 概述

先看下面的图片，我们去旅游选择出行模式有很多种，可以骑自行车、可以坐汽车、可以坐火车、可以坐飞机。

作为一个程序猿，开发需要选择一款开发工具，当然可以进行代码开发的工具有很多，可以选择Idea进行开发，也可以使用eclipse进行开发，也可以使用其他的一些开发工具。

定义：

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. 结构

策略模式的主要角色如下：

• 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。

3. 案例实现

【例】促销活动

一家百货公司在定年度的促销活动。针对不同的节日（春节、中秋节、圣诞节）推出不同的促销活动，由促销员将促销活动展示给客户。类图如下：

聚合关系可以用带空心菱形的实线来表示。

代码如下：

定义百货公司所有促销活动的共同接口。

public interface Strategy {void show();
}

定义具体策略角色（Concrete Strategy）：每个节日具体的促销活动。

//为春节准备的促销活动A
public class StrategyA implements Strategy {public void show() {System.out.println("买一送一");}
}//为中秋准备的促销活动B
public class StrategyB implements Strategy {public void show() {System.out.println("满200元减50元");}
}//为圣诞准备的促销活动C
public class StrategyC implements Strategy {public void show() {System.out.println("满1000元加一元换购任意200元以下商品");}
}

定义环境角色（Context）：用于连接上下文，即把促销活动推销给客户，这里可以理解为销售员。

public class SalesMan {                        //持有抽象策略角色的引用                              private Strategy strategy;                 public SalesMan(Strategy strategy) {       this.strategy = strategy;              }                                          //向客户展示促销活动                                public void salesManShow(){                strategy.show();                       }                                          
}                                              

4. 综合案例

4.1 概述

下图是gitee的登录的入口，其中有多种方式可以进行登录。

• 用户名密码登录

• 短信验证码登录

• 微信登录

• QQ登录

• …

4.2 目前已实现的代码

(1)登录接口

	说明
请求方式	POST
路径	/api/user/login
参数	LoginReq
返回值	LoginResp

请求参数：LoginReq

@Data
public class LoginReq {private String name;private String password;private String phone;private String validateCode;//手机验证码private String wxCode;//用于微信登录/*** account : 用户名密码登录* sms : 手机验证码登录* we_chat : 微信登录*/private String type;
}

响应参数：LoginResp

@Data
public class LoginResp{private Integer userId;private String userName;private String roleCode;private String token; //jwt令牌private boolean success;}

控制层LoginController

@RestController
@RequestMapping("/api/user")
public class LoginController {@Autowiredprivate UserService userService;@PostMapping("/login")public LoginResp login(@RequestBody LoginReq loginReq){return userService.login(loginReq);}
}

业务层UserService

@Service
public class UserService {public LoginResp login(LoginReq loginReq){if(loginReq.getType().equals("account")){System.out.println("用户名密码登录");//执行用户密码登录逻辑return new LoginResp();}else if(loginReq.getType().equals("sms")){System.out.println("手机号验证码登录");//执行手机号验证码登录逻辑return new LoginResp();}else if (loginReq.getType().equals("we_chat")){System.out.println("微信登录");//执行用户微信登录逻辑return new LoginResp();}LoginResp loginResp = new LoginResp();loginResp.setSuccess(false);System.out.println("登录失败");return loginResp;}
}

注意：我们重点讲的是设计模式，并不是登录的逻辑，所以以上代码并没有真正的实现登录功能。

(2)问题分析

• 业务层代码大量使用到了if...else，在后期阅读代码的时候会非常不友好，大量使用if...else性能也不高。
• 如果业务发生变更，比如现在新增了QQ登录方式，这个时候需要修改业务层代码，违反了开闭原则。

解决：

使用工厂方法设计模式+策略模式解决。

4.3 代码改造（工厂+策略）

（1）整体思路

改造之后，不在service中写业务逻辑，让service调用工厂，然后通过service传递不同的参数来获取不同的登录策略（登录方式）。

（2）具体实现

抽象策略类：UserGranter

/*** 抽象策略类*/
public interface UserGranter{/*** 获取数据* @param loginReq 传入的参数* @return map值*/LoginResp login(LoginReq loginReq);
}

具体的策略：AccountGranter、SmsGranter、WeChatGranter

/*** 	策略：账号登录**/
@Component
public class AccountGranter implements UserGranter{@Overridepublic LoginResp login(LoginReq loginReq) {System.out.println("登录方式为账号登录" + loginReq);// TODO// 执行业务操作 return new LoginResp();}
}
/*** 策略:短信登录*/
@Component
public class SmsGranter implements UserGranter{@Overridepublic LoginResp login(LoginReq loginReq)  {System.out.println("登录方式为短信登录" + loginReq);// TODO// 执行业务操作return new LoginResp();}
}
/*** 策略:微信登录*/
@Component
public class WeChatGranter implements UserGranter{@Overridepublic LoginResp login(LoginReq loginReq)  {System.out.println("登录方式为微信登录" + loginReq);// TODO// 执行业务操作return new LoginResp();}
}

工程类：UserLoginFactory

/*** 操作策略的上下文环境类 工具类* 将策略整合起来 方便管理*/
@Component
public class UserLoginFactory implements ApplicationContextAware {private static Map<String, UserGranter> granterPool = new ConcurrentHashMap<>();@Autowiredprivate LoginTypeConfig loginTypeConfig;/*** 从配置文件中读取策略信息存储到map中* {* account:accountGranter,* sms:smsGranter,* we_chat:weChatGranter* }** @param applicationContext* @throws BeansException*/@Overridepublic void setApplicationContext(ApplicationContext applicationContext) throws BeansException {loginTypeConfig.getTypes().forEach((k, y) -> {granterPool.put(k, (UserGranter) applicationContext.getBean(y));});}/*** 对外提供获取具体策略** @param grantType 用户的登录方式，需要跟配置文件中匹配* @return 具体策略*/public UserGranter getGranter(String grantType) {UserGranter tokenGranter = granterPool.get(grantType);return tokenGranter;}}

在application.yml文件中新增自定义配置

login:types:account: accountGrantersms: smsGranterwe_chat: weChatGranter

新增读取数据配置类

@Getter
@Setter
@Configuration
@ConfigurationProperties(prefix = "login")
public class LoginTypeConfig {private Map<String,String> types;}

改造service代码

@Service
public class UserService {@Autowiredprivate UserLoginFactory factory;public LoginResp login(LoginReq loginReq){UserGranter granter = factory.getGranter(loginReq.getType());if(granter == null){LoginResp loginResp = new LoginResp();loginResp.setSuccess(false);return loginResp;}LoginResp loginResp = granter.login(loginReq);return loginResp;}
}

大家可以看到我们使用了设计模式之后，业务层的代码就清爽多了，如果后期有新的需求改动，比如加入了QQ登录，我们只需要添加对应的策略就可以，无需再改动业务层代码。

4.4 举一反三

其实像这样的需求，在日常开发中非常常见，场景有很多，以下的情景都可以使用工厂模式+策略模式解决。比如：

• 订单的支付策略
  • 支付宝支付
  • 微信支付
  • 银行卡支付
  • 现金支付
• 解析不同类型excel
  • xls格式
  • xlsx格式
• 打折促销
  • 满300元9折
  • 满500元8折
  • 满1000元7折
• 物流运费阶梯计算
  • 5kg以下
  • 5kg-10kg
  • 10kg-20kg
  • 20kg以上

一句话总结：只要代码中有冗长的if-else或switch分支判断都可以采用策略模式优化。