策略模式(Strategy Pattern)
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,使它们可以相互替换
,从而让算法的变化独立于使用它们的客户端代码。
策略模式的核心在于为算法的实现提供统一的接口,并通过动态选择具体实现来实现灵活性。
组成部分
-
Context(上下文类):
持有对某个策略对象的引用,并定义客户端需要的接口,负责在运行时
动态切换
策略。 -
Strategy(策略接口):
定义所有支持的算法的公共接口。
-
ConcreteStrategy(具体策略实现):
实现
Strategy
接口的具体算法。
代码示例
以下是使用策略模式实现不同的支付方式的动态切换。信用卡支付和微信支付的动态切换。
类图
策略接口
java
// 策略接口
public interface PaymentStrategy {
void pay(int amount);
}
具体策略实现
java
// 具体策略实现 - 信用卡支付
public class CreditCardPayment implements PaymentStrategy {
private String cardNumber;
public CreditCardPayment(String cardNumber) {
this.cardNumber = cardNumber;
}
@Override
public void pay(int amount) {
System.out.println("交易金额 " + amount + " 使用的卡号: " + cardNumber);
}
}
// 具体策略实现 - 微信支付
public class WxPayment implements PaymentStrategy {
private String phoneNumber;
public WxPayment(String phoneNumber) {
this.phoneNumber = phoneNumber;
}
@Override
public void pay(int amount) {
System.out.println("交易金额 " + amount + " 使用的手机号: " + phoneNumber);
}
}
上下文
java
// 上下文类
public class PaymentContext {
private PaymentStrategy strategy;
public PaymentContext(PaymentStrategy strategy) {
this.strategy = strategy;
}
public void setStrategy(PaymentStrategy strategy) {
this.strategy = strategy;
}
public void executePayment(int amount) {
strategy.pay(amount);
}
}
测试代码
java
public class StrategyPatternDemo {
public static void main(String[] args) {
// 使用信用卡支付
PaymentContext context = new PaymentContext(new CreditCardPayment("1234-5678-9012-3456"));
context.executePayment(100);
// 切换到Wx支付
context.setStrategy(new WxPayment("13112345678"));
context.executePayment(200);
}
}
测试结果
交易金额 100 使用的卡号: 1234-5678-9012-3456
交易金额 200 使用的手机号: 13112345678
优缺点和适用场景
优点
-
开放-封闭原则: 新的策略可以在不修改现有代码的情况下添加。
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提高代码灵活性: 可以动态地在运行时选择算法。
-
消除冗长的条件分支: 使用策略模式代替
if-else
或switch-case
条件判断。
缺点
-
类的数量增加: 每个策略需要定义一个类,可能导致类数量增多。
-
客户端需要知道所有策略: 客户端必须了解策略的作用并选择合适的策略。
适用场景
- 多个算法只有在行为上稍有不同的情况下。
- 需要动态选择算法或者行为的情况下。
- 避免使用条件语句(
if-else
或switch-case
)来管理算法时。
实际应用
- 数据加密算法选择(AES、RSA等)
- 数据压缩算法(ZIP、GZIP)
- 不同类型的文件解析(JSON、XML、YAML)
策略模式与其他模式的对比
-
状态模式: 状态模式的行为是状态驱动的,而策略模式的行为是由客户端选择驱动的。
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工厂模式: 工厂模式用于创建对象,而策略模式关注的是行为的动态切换。
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桥接模式: 桥接模式侧重于分离抽象和实现及多维度的扩展;而策略模式用于封装算法或行为,单维度的扩展。
-
装饰模式: 使用一系列装饰器类,通过组合的方式增强对象的功能。装饰器的核心在于"增强"。
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策略模式: 客户端在运行时选择合适的策略来完成特定任务。策略模式的核心在于"替换"。
总结
策略设计模式定义了一系列算法(策略),将每个算法封装到独立的策略类中,并通过上下文类动态地选择和使用不同的策略,从而让算法的变化独立于使用算法的客户端。
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