设计模式详解（十）：策略模式——Strategy

什么是Strategy设计模式？

Strategy模式是一种行为型设计模式，它定义了一系列算法，将每种算法封装到独立的类中，使它们可以互换。使用该模式，可以在不修改客户端代码的情况下动态地改变算法的行为。

为什么需要Strategy模式？

避免代码重复：在同一个类中包含多种算法会导致代码膨胀，Strategy模式通过分离不同的算法解决了这一问题。
提高扩展性：可以轻松地添加新的算法，而无需修改现有代码。
遵循开闭原则：通过封装算法，使得类对扩展开放，对修改关闭。

UML图解

下面是Strategy模式的通用UML图解：
Context - strategy: Strategy +setStrategy(strategy: Strategy) +executeStrategy() <<interface>> Strategy +execute() ConcreteStrategyA +execute() ConcreteStrategyB +execute()

实现示例

以下是一个简单的例子，展示如何使用Strategy模式实现不同的折扣策略。

定义策略接口

java 复制代码

public interface DiscountStrategy {
    double calculateDiscount(double price);
}

实现具体策略

满减折扣策略：

java 复制代码

public class FullReductionStrategy implements DiscountStrategy {
    @Override
    public double calculateDiscount(double price) {
        if (price > 100) {
            return price - 20;
        }
        return price;
    }
}

百分比折扣策略：

java 复制代码

public class PercentageDiscountStrategy implements DiscountStrategy {
    @Override
    public double calculateDiscount(double price) {
        return price * 0.9;
    }
}

上下文类

java 复制代码

public class ShoppingCart {
    private DiscountStrategy discountStrategy;

    public void setDiscountStrategy(DiscountStrategy discountStrategy) {
        this.discountStrategy = discountStrategy;
    }

    public double calculatePrice(double price) {
        if (discountStrategy == null) {
            throw new IllegalStateException("Discount strategy not set");
        }
        return discountStrategy.calculateDiscount(price);
    }
}

客户端代码

java 复制代码

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        ShoppingCart cart = new ShoppingCart();

        // 使用满减策略
        cart.setDiscountStrategy(new FullReductionStrategy());
        System.out.println("满减后价格: " + cart.calculatePrice(120));

        // 使用百分比折扣策略
        cart.setDiscountStrategy(new PercentageDiscountStrategy());
        System.out.println("折扣后价格: " + cart.calculatePrice(120));
    }
}

流程图

以下是Strategy模式的执行流程：
Context设置Strategy 调用executeStrategy方法执行具体Strategy中的方法返回结果

优点

清晰的职责分离：每种算法被封装在独立的类中。
易于扩展：可以随时添加新的策略。
可维护性强：更改某种策略只需修改对应的策略类，不影响其他部分。

缺点

类数量增加：每种策略都需要单独的类，可能导致类的数量膨胀。
客户端需要理解不同的策略：客户端代码需要知道何时使用何种策略。

适用场景

系统需要动态地在多个算法中选择其一。
不同的客户需要不同的业务规则处理。
避免使用条件语句将多个算法硬编码在一个类中。

总结

Strategy模式是解决算法或行为动态切换的有效方法。它通过将算法抽象化，使得代码更加灵活、易于扩展，同时也减少了代码重复。如果你在开发过程中遇到了需要频繁修改或扩展算法的需求，不妨考虑使用Strategy模式。