策略模式（Strategy Pattern）是一种常用的行为型设计模式，它定义了一系列算法，并将每个算法封装起来，使它们可以互换使用。策略模式让算法的变化独立于使用算法的客户。下面对策略模式进行详细讲解：
一、角色
- 环境类（Context）
• 它是客户端与策略类交互的接口，它持有一个策略类的引用。环境类可以根据客户端的要求调用相应的策略方法。例如，在一个音乐播放器软件中，环境类可以是MediaPlayer类，它持有一个音频解码策略的引用。当用户选择不同的音频格式（如MP3、WAV等）播放时，MediaPlayer类会根据选择的格式调用相应的解码策略。
• 环境类通常提供一个接口，让客户端能够设置或更改策略。比如在上面的音乐播放器例子中，MediaPlayer类可以提供一个setAudioDecoder(IAudioDecoder decoder)方法，客户端可以通过这个方法来设置不同的音频解码策略。
- 抽象策略类（Strategy）
• 它是一个抽象类或接口，用于声明所有支持的操作，定义了具体的策略类必须实现的接口。在音频解码的例子中，IAudioDecoder接口就是抽象策略类，它声明了一个decode()方法，所有具体的音频解码策略类都需要实现这个方法。
• 抽象策略类可以定义一些通用的方法或属性，这些方法或属性可以被具体的策略类继承或使用。例如，IAudioDecoder接口可以定义一些通用的错误处理方法，具体的解码策略类在解码过程中遇到错误时可以调用这些方法。
- 具体策略类（ConcreteStrategy）
• 它实现了抽象策略类所定义的接口，提供具体算法的实现。在音频解码场景中，MP3Decoder类和WAVDecoder类就是具体策略类，它们分别实现了IAudioDecoder接口中的decode()方法，用于解码MP3格式和WAV格式的音频文件。
• 具体策略类可以根据不同的算法需求，实现不同的逻辑。比如MP3Decoder类在解码MP3文件时，会采用特定的MP3解码算法，而WAVDecoder类则采用WAV格式的解码算法。
二、优点
- 算法可替换性
• 策略模式使得算法可以在运行时动态替换。在实际应用中，当需要改变算法时，只需更改环境类中策略对象的引用即可。例如，在一个图形绘制软件中，如果用户想要改变图形的绘制算法（如从简单的线条绘制算法替换为复杂的阴影渲染算法），只需在环境类中将策略对象从SimpleLineDrawStrategy替换为ShadowRenderStrategy，而不需要修改环境类的其他代码。
- 算法独立性
• 策略模式将算法从客户端代码中分离出来，使得算法的修改不会影响到使用算法的客户端。比如在电商系统中，订单的优惠计算策略可能会随着促销活动的变化而变化。使用策略模式，当优惠计算算法改变时，只需修改具体的优惠计算策略类，而订单处理的客户端代码（如订单结算模块）不需要改动，从而降低了系统的耦合度。
- 扩展性好
• 增加新的策略类非常方便，不需要修改原有代码。只要新的策略类实现了抽象策略类的接口，就可以将其添加到系统中。例如，在一个文本编辑器中，如果要增加一种新的文本格式化策略（如Markdown格式化策略），只需创建一个MarkdownFormatterStrategy类并实现文本格式化接口，然后在环境类中使用这个新的策略类即可，而不需要修改其他已有的格式化策略类或文本编辑器的主体代码。
三、缺点
- 客户端必须了解策略类
• 客户端需要知道所有的策略类，并且要决定使用哪一个策略类。这增加了客户端的复杂性。例如，在一个游戏中的角色移动策略选择场景中，客户端（游戏的控制逻辑部分）需要知道所有的移动策略类（如步行策略、奔跑策略、飞行策略等），并且要根据游戏的场景和角色状态来选择合适的移动策略，这就使得客户端的逻辑变得较为复杂。
- 策略类数量可能过多
• 如果有太多的策略，会导致策略类的数量过多，这会给系统的维护带来一定的困难。比如在一个复杂的物流配送系统中，如果按照不同的配送区域、不同的货物类型、不同的配送时间等因素来划分配送策略，可能会产生大量的具体策略类，这会使得系统结构变得复杂，增加了理解和维护的难度。
四、应用场景
- 算法选择场景
• 当一个系统有多种算法可供选择，并且在运行时需要根据不同的条件动态选择算法时，可以使用策略模式。例如，在一个图像处理软件中，有多种图像滤镜算法（如模糊滤镜、锐化滤镜、黑白滤镜等），用户可以根据需要选择不同的滤镜效果，这时就可以使用策略模式来实现不同滤镜算法的动态切换。
- 行为变化场景
• 当一个对象的行为在运行时需要根据不同的状态或条件发生变化时，策略模式是一个很好的选择。比如在一个智能家电控制系统中，家电设备（如空调）的行为（如制冷、制热、通风等模式）会根据室内的温度、湿度等条件以及用户的设置而变化，可以使用策略模式来实现空调不同模式的行为切换。
- 算法封装场景
• 当需要将一系列相关的算法封装起来，隐藏算法的实现细节，只暴露统一的接口给客户端时，策略模式可以发挥作用。例如，在一个金融风险评估系统中，有多种风险评估算法（如信用风险评估算法、市场风险评估算法等），这些算法的具体实现细节可以封装在不同的策略类中，而系统只需要通过统一的风险评估接口来调用这些算法，客户端不需要关心算法的具体实现。
五、实现示例（以Java语言为例）
假设我们要实现一个简单的计算器，支持加法和减法运算，使用策略模式来实现如下：
// 抽象策略类：定义计算接口
public interface CalculationStrategy {
int doCalculation(int num1, int num2);
}
// 具体策略类：加法策略
public class AdditionStrategy implements CalculationStrategy {
@Override
public int doCalculation(int num1, int num2) {
return num1 + num2;
}
}
// 具体策略类：减法策略
public class SubtractionStrategy implements CalculationStrategy {
@Override
public int doCalculation(int num1, int num2) {
return num1 - num2;
}
}
// 环境类：计算器类
public class Calculator {
private CalculationStrategy strategy;
public Calculator(CalculationStrategy strategy) {
this.strategy = strategy;
}
public void setStrategy(CalculationStrategy strategy) {
this.strategy = strategy;
}
public int calculate(int num1, int num2) {
return strategy.doCalculation(num1, num2);
}
}
// 客户端代码
public class StrategyPatternDemo {
public static void main(String[] args) {
Calculator calculator = new Calculator(new AdditionStrategy());
System.out.println("10 + 5 = " + calculator.calculate(10, 5));
calculator.setStrategy(new SubtractionStrategy());
System.out.println("10 - 5 = " + calculator.calculate(10, 5));
}
}
在这个例子中，CalculationStrategy接口是抽象策略类，定义了计算的方法doCalculation。AdditionStrategy和SubtractionStrategy是具体策略类，分别实现了加法和减法运算。Calculator类是环境类，它持有一个CalculationStrategy类型的引用，并提供calculate方法来执行计算。客户端代码通过设置不同的策略来改变计算器的行为，实现了加法和减法运算的动态切换。