Java行为型模式---策略模式

策略模式基础概念

策略模式（Strategy Pattern）是一种行为型设计模式，其核心思想是定义一系列算法，并将每个算法封装起来，使它们可以相互替换。策略模式让算法的变化独立于使用算法的客户端，符合开闭原则（对扩展开放，对修改关闭）。

策略模式的核心组件

策略接口（Strategy） - 定义所有支持的算法的公共接口
具体策略（ConcreteStrategy） - 实现策略接口的具体算法
上下文（Context） - 持有一个策略接口的引用，负责根据需要选择和使用具体策略
客户端（Client） - 创建并配置上下文对象，选择合适的策略

策略模式的实现

下面通过一个电商系统的折扣计算示例展示策略模式的实现：

复制代码

// 策略接口 - 折扣计算
interface DiscountStrategy {
    double applyDiscount(double originalPrice);
}

// 具体策略 - 无折扣
class NoDiscount implements DiscountStrategy {
    @Override
    public double applyDiscount(double originalPrice) {
        return originalPrice;
    }
}

// 具体策略 - 固定金额折扣
class FixedAmountDiscount implements DiscountStrategy {
    private double discountAmount;
    
    public FixedAmountDiscount(double discountAmount) {
        this.discountAmount = discountAmount;
    }
    
    @Override
    public double applyDiscount(double originalPrice) {
        return Math.max(0, originalPrice - discountAmount);
    }
}

// 具体策略 - 百分比折扣
class PercentageDiscount implements DiscountStrategy {
    private double discountPercentage;
    
    public PercentageDiscount(double discountPercentage) {
        this.discountPercentage = discountPercentage;
    }
    
    @Override
    public double applyDiscount(double originalPrice) {
        return originalPrice * (1 - discountPercentage / 100);
    }
}

// 上下文 - 购物车
class ShoppingCart {
    private DiscountStrategy discountStrategy;
    
    public ShoppingCart() {
        // 默认无折扣
        this.discountStrategy = new NoDiscount();
    }
    
    // 设置折扣策略
    public void setDiscountStrategy(DiscountStrategy discountStrategy) {
        this.discountStrategy = discountStrategy;
    }
    
    // 计算折扣后的价格
    public double calculateTotal(double originalPrice) {
        return discountStrategy.applyDiscount(originalPrice);
    }
}

// 客户端代码
public class StrategyPatternClient {
    public static void main(String[] args) {
        ShoppingCart cart = new ShoppingCart();
        double originalPrice = 1000.0;
        
        // 使用无折扣策略
        cart.setDiscountStrategy(new NoDiscount());
        System.out.println("原价: " + originalPrice);
        System.out.println("无折扣价格: " + cart.calculateTotal(originalPrice));
        
        // 使用固定金额折扣策略（减200元）
        cart.setDiscountStrategy(new FixedAmountDiscount(200.0));
        System.out.println("固定金额折扣价格: " + cart.calculateTotal(originalPrice));
        
        // 使用百分比折扣策略（打8折）
        cart.setDiscountStrategy(new PercentageDiscount(20.0));
        System.out.println("百分比折扣价格: " + cart.calculateTotal(originalPrice));
    }
}

策略模式的应用场景

算法选择 - 当系统需要在多个算法中动态选择一个时
避免条件语句 - 用策略模式替代复杂的 if-else 或 switch 语句
行为扩展 - 当需要在运行时动态更改对象的行为时
多种实现方式 - 当一个问题有多种解决方式，且需要在运行时切换时
权限控制 - 根据不同用户角色应用不同的访问策略

策略模式与状态模式的对比

特性	策略模式	状态模式
核心目的	算法的替换和选择	对象状态的管理和转换
客户端控制	客户端主动选择策略	状态转换由上下文或状态自身控制
状态数量	策略之间无关联，数量固定	状态之间有关联，数量可能动态变化
结构复杂度	简单，策略之间相互独立	复杂，状态之间有转换逻辑
典型应用	支付方式、排序算法、折扣计算	工作流状态、游戏角色状态

策略模式的优缺点

优点：

符合开闭原则 - 可以在不修改原有代码的情况下新增策略
消除条件语句 - 避免使用大量的 if-else 或 switch 语句
提高代码复用性 - 策略可以被多个上下文复用
简化单元测试 - 每个策略可以独立测试
解耦算法与客户端 - 客户端不需要了解算法的具体实现

缺点：

类数量增加 - 每个策略都需要一个独立的类，可能导致类爆炸
客户端必须了解策略差异 - 客户端需要知道不同策略的区别才能选择
策略与上下文耦合 - 上下文需要理解策略接口，可能存在一定耦合
不适合简单场景 - 对于简单的算法选择，使用策略模式可能过于复杂

使用策略模式的注意事项

合理设计策略接口 - 确保策略接口简洁且满足需求
策略的创建与管理 - 可以使用工厂模式或配置文件来管理策略的创建
避免过度使用 - 仅在确实需要动态切换算法时使用
考虑策略组合 - 可以通过组合多个策略实现更复杂的行为
使用枚举策略 - 对于固定且简单的策略，可以考虑使用枚举实现

策略模式是一种非常实用的设计模式，它通过将算法封装并使其可互换，提高了代码的灵活性和可维护性。在实际开发中，策略模式常用于电商折扣系统、支付方式选择、游戏 AI 等需要动态选择算法的场景。