策略模式
- 模式介绍：在策略模式（Strategy Pattern）中一个类的行为或其算法可以在运行时更改。在策略模式定义了一系列算法或策略，并将每个算法封装在独立的类中，使得它们可以互相替换。通过使用策略模式，可以在运行时根据需要选择不同的算法，而不需要修改客户端代码。
- 主要解决的问题：解决在多种相似算法存在时，使用条件语句（如if...else）导致的复杂性和难以维护的问题。
模式结构
- 策略接口（Strategy Interface）：定义了一个算法的公共接口。所有算法或行为以这种方式被封装起来，并可以相互替换。这个接口通常声明了一个执行算法的方法，但具体的算法实现在不同的类中完成。
- 具体策略类（Concrete Strategy Classes）：实现了策略接口的类。具体策略类封装了实现算法的细节。
- 上下文（Context）：接受客户的请求，随后将请求委托给一个策略类。上下文维护对策略对象的引用，并在运行时根据需要更改策略。这个类通常包含一个策略接口类型的成员变量，用于在运行时动态地改变具体的策略实现。
优点&缺点
（1）优点
- 算法自由切换：可以在运行时切换算法，使得算法的变化不会影响到使用算法的客户。
- 易于扩展：增加新的策略类非常简单，只需实现策略接口即可。
- 避免使用多重条件语句：如果不使用策略模式，我们可能会在一个类中使用多重条件语句来选择不同的算法。这样会导致代码难以维护和理解。
（2）缺点
- 策略类数量增加：随着策略的增加，策略类的数量也会增加，这可能会增加维护成本。
- 客户端必须了解所有策略：客户端需要知道所有策略类的存在，并决定使用哪一个。这可能会使客户端代码变得复杂。
应用场景
使用场景主要出现在那些需要根据不同情况或算法选择不同行为的地方。这种设计模式提供了一种灵活的方式来切换算法或行为，同时保持算法的选择与使用算法的代码之间的解耦。
- 多种算法或行为选择 ：
当系统中有多种算法或行为可以完成相同的工作，但每种算法或行为都有其特定的适用场景或优缺点时，可以使用策略模式。通过定义策略接口和多个具体策略类，可以在运行时根据需要选择合适的策略。 - 算法频繁变化 ：
如果系统中的算法可能会频繁变化，或者新的算法可能会在未来被添加进来，使用策略模式可以使算法的变化更加容易和灵活。只需添加新的策略类，并修改上下文类中的策略选择逻辑，而无需修改其他使用算法的代码。 - 算法复杂度高 ：
当算法的实现非常复杂，且不同的算法之间差异很大时，使用策略模式可以将每种算法的实现封装在单独的类中，从而使代码更加清晰和易于管理。 - 系统需要多种排序方式 ：
例如，在一个需要支持多种排序方式（如快速排序、归并排序、堆排序等）的系统中，可以使用策略模式来定义排序算法的接口，并为每种排序算法提供一个具体的策略类。这样，就可以根据需要在运行时选择不同的排序算法。 - 系统需要动态地选择算法 ：
如果系统需要根据不同的条件或用户输入动态地选择算法，策略模式是一个很好的选择。通过定义策略接口和上下文类，可以很容易地实现这种动态选择。 - 算法使用独立 ：
当算法的使用者不应该知道算法的具体实现时，可以使用策略模式来隐藏算法的实现细节。这样，算法的使用者就只需要知道算法的接口，而无需关心算法的具体实现。 - 简化单元测试 ：
使用策略模式可以简化单元测试，因为每个策略类都是独立的，可以单独进行测试。这样，就可以更容易地验证算法的正确性，并确保算法的变化不会影响到其他部分的代码。 - 框架设计 ：
在设计框架或库时，策略模式可以用于提供可扩展的算法集。通过定义策略接口和提供一系列的具体策略类，可以让框架的使用者根据需要实现自己的策略，并将其集成到框架中。
代码实现（AI Code）
// 策略接口
public interface ILoggingStrategy
{
void Log(string message);
}
// 具体策略类：控制台日志
public class ConsoleLoggingStrategy : ILoggingStrategy
{
public void Log(string message)
{
Console.WriteLine($"Console: {message}");
}
}
// 具体策略类：文件日志
public class FileLoggingStrategy : ILoggingStrategy
{
private string filePath;
public FileLoggingStrategy(string filePath)
{
this.filePath = filePath;
}
public void Log(string message)
{
// 这里仅作演示，实际中应该将消息写入文件
Console.WriteLine($"File ({filePath}): {message}");
}
}
// 上下文类
public class Logger
{
private ILoggingStrategy strategy;
public Logger(ILoggingStrategy strategy)
{
this.strategy = strategy;
}
// 更改日志策略
public void SetLoggingStrategy(ILoggingStrategy strategy)
{
this.strategy = strategy;
}
// 执行日志记录
public void LogMessage(string message)
{
strategy.Log(message);
}
}
// 客户端代码
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
// 使用控制台日志策略
Logger logger = new Logger(new ConsoleLoggingStrategy());
logger.LogMessage("This is a console log.");
// 切换到文件日志策略
logger.SetLoggingStrategy(new FileLoggingStrategy("app.log"));
logger.LogMessage("This is a file log.");
}
}