【软件设计模式】策略模式

汤姆大聪明2025-08-25 14:21

1.概念

策略（Strategy）模式定义了一系列算法，并将每个算法封装起来，使它们可以相互替换，且算法的变化不会影响使用算法的客户。策略模式属于行为型设计模式，它通过对算法进行封装，把使用算法的责任和算法的实现分割开来，并委派给不同的对象对这些算法进行管理。

策略模式可以简单理解为："一件事有多种做法，你可以随时换着来，不用改其他地方"。

打个生活比方：

比如你要去上班（这是 "目标"），可以有多种方式（这些方式就是 "策略"）：

  • 晴天骑共享单车
  • 下雨打出租车
  • 赶时间就坐地铁

这些方式都是去上班的办法，互不影响。你可以根据天气、时间随时换，而 "上班" 这个目标本身不用变，换方式时也不用改其他安排。

核心就是：把做一件事的不同方法单独拎出来，想用哪个就用哪个，切换起来很方便，还不影响其他部分。

2.策略模式结构

策略模式包含 3 个核心角色：

  1. 策略接口（Strategy）：定义所有支持的算法的公共接口（或抽象类），声明算法的核心方法。
  2. 具体策略（ConcreteStrategy）：实现策略接口，包含具体的算法逻辑（如不同的排序算法、支付方式等）。
  3. 上下文（Context）：持有一个策略接口的引用，负责调用策略的算法。客户端通过上下文间接使用策略，且上下文可动态切换策略（通过 setter 方法）。

3.优点

  • 灵活性高：算法可动态切换，客户端无需修改代码即可更换策略。
  • 符合开闭原则：新增算法只需新增具体策略类，无需修改上下文或其他策略。
  • 避免多重条件判断 ：用多态代替if-else或switch语句，代码更清晰。
  • 算法复用：策略类可在不同场景中复用。

4.适用场景

  • 当一个问题有多种解决方案（算法），且需要动态选择其中一种时（如支付系统的多种支付方式、排序算法的选择）。
  • 当代码中存在大量与算法相关的if-else判断，且这些算法可能频繁变化时。
  • 当需要隐藏算法的具体实现细节，只暴露其接口时。

5.策略模式示例

说明：设计一个 "折扣计算" 模块，支持 3 种折扣策略：

  • 新用户折扣（满 100 减 20）
  • 会员折扣（9 折）
  • 促销折扣（满 200 减 50）
java 复制代码 
// 1. 策略接口：定义折扣计算方法
public interface DiscountStrategy {
    // 计算折扣后金额：参数为原价，返回折后价
    double calculate(double originalPrice);
}

// 2. 具体策略：新用户折扣
public class NewUserDiscount implements DiscountStrategy {
    @Override
    public double calculate(double originalPrice) {
        // 满100减20
        return originalPrice >= 100 ? originalPrice - 20 : originalPrice;
    }
}

// 具体策略：会员折扣（9折）
public class MemberDiscount implements DiscountStrategy {
    @Override
    public double calculate(double originalPrice) {
        return originalPrice * 0.9;
    }
}

// 具体策略：促销折扣（满200减50）
public class PromotionDiscount implements DiscountStrategy {
    @Override
    public double calculate(double originalPrice) {
        return originalPrice >= 200 ? originalPrice - 50 : originalPrice;
    }
}

// 3. 上下文：折扣计算器（使用策略的类）
public class DiscountContext {
    // 持有策略接口的引用
    private DiscountStrategy strategy;

    // 构造方法：初始化时指定策略
    public DiscountContext(DiscountStrategy strategy) {
        this.strategy = strategy;
    }

    // 动态切换策略
    public void setStrategy(DiscountStrategy strategy) {
        this.strategy = strategy;
    }

    // 调用策略计算折扣
    public double getFinalPrice(double originalPrice) {
        return strategy.calculate(originalPrice);
    }
}

// 1. 策略接口：定义折扣计算方法
public interface DiscountStrategy {
    // 计算折扣后金额：参数为原价，返回折后价
    double calculate(double originalPrice);
}

// 2. 具体策略：新用户折扣
public class NewUserDiscount implements DiscountStrategy {
    @Override
    public double calculate(double originalPrice) {
        // 满100减20
        return originalPrice >= 100 ? originalPrice - 20 : originalPrice;
    }
}

// 具体策略：会员折扣（9折）
public class MemberDiscount implements DiscountStrategy {
    @Override
    public double calculate(double originalPrice) {
        return originalPrice * 0.9;
    }
}

// 具体策略：促销折扣（满200减50）
public class PromotionDiscount implements DiscountStrategy {
    @Override
    public double calculate(double originalPrice) {
        return originalPrice >= 200 ? originalPrice - 50 : originalPrice;
    }
}

// 3. 上下文：折扣计算器（使用策略的类）
public class DiscountContext {
    // 持有策略接口的引用
    private DiscountStrategy strategy;

    // 构造方法：初始化时指定策略
    public DiscountContext(DiscountStrategy strategy) {
        this.strategy = strategy;
    }

    // 动态切换策略
    public void setStrategy(DiscountStrategy strategy) {
        this.strategy = strategy;
    }

    // 调用策略计算折扣
    public double getFinalPrice(double originalPrice) {
        return strategy.calculate(originalPrice);
    }
}

客户端：

java 复制代码 
    public DiscountStrategy strategy(String role) {
        switch (role) {
            case "new":
                return new NewUserDiscount();
            case "member":
                return new MemberDiscount();
            case "promotion":
                return new PromotionDiscount();
            default:
                throw new IllegalArgumentException("未知用户类型");
        }
    }

可见虽然我们采用策略模式进行算法封装，但是在逻辑分配时还是使用到了if-else式硬编码格式，到后续我们想要新增新的策略也需要修改客户端的代码！

6.策略模式优化

策略模式的核心是封装算法变化，让客户端可以灵活切换不同实现，避免冗余的条件判断。它与工厂方法模式都通过抽象接口实现解耦，但策略模式聚焦 "行为 / 算法的使用"，工厂方法聚焦 "对象的创建"。实际开发中，两者常结合使用：用工厂方法创建策略对象，用策略模式使用这些对象，既简化了对象创建，又实现了算法的灵活切换。

说明：使用工厂方法+Map集合+策略模式优化

使用工厂方法可将对象的创建解耦，使用Map集合可消除if-else，使用策略模式可将算法的使用解耦。

java 复制代码 
/**
 * 角色处理器接口
 * 策略模式的核心接口，定义不同角色的处理行为
 */
@FunctionalInterface
public interface RoleHandler {
    /**
     * 处理用户角色相关业务逻辑
     * @param userDTO 用户数据传输对象
     */
    void handle(UserDTO userDTO);
}

/**
 * 管理员角色处理器
 * 处理管理员角色相关的业务逻辑
 */
@Component
public class ManagerRoleHandler implements RoleHandler {

    @Resource
    private ManagerMapper managerMapper;

    @Override
    public void handle(UserDTO userDTO) {
        managerMapper.insertManager(userDTO);
    }
}

/**
 * 学生角色处理器
 * 处理学生角色相关的业务逻辑
 */
@Component
public class StudentRoleHandler implements RoleHandler {

    @Resource
    private StudentMapper studentMapper;

    @Override
    public void handle(UserDTO userDTO) {
        studentMapper.insertStudent(userDTO);
    }
}

/**
 * 教师角色处理器
 * 处理教师角色相关的业务逻辑
 */
@Component
public class TeacherRoleHandler implements RoleHandler {

    @Resource
    private TeacherMapper teacherMapper;

    @Override
    public void handle(UserDTO userDTO) {
        teacherMapper.insertTeacher(userDTO);
    }
}

/**
 * 角色处理器工厂
 * 用于获取不同角色的处理器实例
 */
@Component
public class RoleHandlerFactory {

    private final Map<String, RoleHandler> roleHandlerMap = new HashMap<>();

    public RoleHandlerFactory(StudentRoleHandler studentRoleHandler, TeacherRoleHandler teacherRoleHandler, ManagerRoleHandler managerRoleHandler) {
        roleHandlerMap.put(RedisConstant.STUDENT, studentRoleHandler);
        roleHandlerMap.put(RedisConstant.TEACHER, teacherRoleHandler);
        roleHandlerMap.put(RedisConstant.MANAGER, managerRoleHandler);
    }

    /**
     * 根据角色名称获取对应的处理器
     * @param roleName 角色名称
     * @return 角色处理器
     * @throws TypeException 当角色不支持时抛出异常
     */
    public RoleHandler getRoleHandler(String roleName) {
        RoleHandler handler = roleHandlerMap.get(roleName);
        if (handler == null) {
            throw new TypeException("不支持的用户角色: " + roleName);
        }
        return handler;
    }
}

客户端使用：

java 复制代码 
RoleHandler handler = roleHandlerFactory.getRoleHandler(role);
handler.handle(userDTO);
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