TypeScript 中的策略模式

策略模式（Strategy Pattern）是一种行为设计模式，它允许你定义一系列算法，并将每个算法封装起来，使它们可以相互替换。下面介绍策略模式在 TypeScript 中的实现。

策略模式基本概念

策略模式包含三个主要部分：

Context（上下文）：维护一个策略对象的引用
Strategy（策略接口）：定义所有支持的算法的公共接口
ConcreteStrategy（具体策略）：实现策略接口的具体算法

基础实现

1. 定义策略接口

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// 策略接口
interface PaymentStrategy {
  pay(amount: number): void;
}

2. 实现具体策略类

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// 信用卡支付策略
class CreditCardPayment implements PaymentStrategy {
  private cardNumber: string;
  private name: string;

  constructor(cardNumber: string, name: string) {
    this.cardNumber = cardNumber;
    this.name = name;
  }

  pay(amount: number): void {
    console.log(`使用信用卡支付 $${amount}`);
    console.log(`卡号: ${this.cardNumber}, 持卡人: ${this.name}`);
  }
}

// PayPal支付策略
class PayPalPayment implements PaymentStrategy {
  private email: string;

  constructor(email: string) {
    this.email = email;
  }

  pay(amount: number): void {
    console.log(`使用PayPal支付 $${amount}`);
    console.log(`邮箱: ${this.email}`);
  }
}

// 加密货币支付策略
class CryptoPayment implements PaymentStrategy {
  private walletAddress: string;

  constructor(walletAddress: string) {
    this.walletAddress = walletAddress;
  }

  pay(amount: number): void {
    console.log(`使用加密货币支付 $${amount}`);
    console.log(`钱包地址: ${this.walletAddress}`);
  }
}

3. 创建上下文类

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// 支付上下文
class PaymentContext {
  private strategy: PaymentStrategy;

  constructor(strategy: PaymentStrategy) {
    this.strategy = strategy;
  }

  // 设置支付策略
  setStrategy(strategy: PaymentStrategy): void {
    this.strategy = strategy;
  }

  // 执行支付
  executePayment(amount: number): void {
    this.strategy.pay(amount);
  }
}

4. 使用示例

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// 使用示例
const paymentContext = new PaymentContext(new CreditCardPayment("1234-5678-9012", "张三"));

// 使用信用卡支付
paymentContext.executePayment(100);

// 切换到PayPal支付
paymentContext.setStrategy(new PayPalPayment("zhang@example.com"));
paymentContext.executePayment(200);

// 切换到加密货币支付
paymentContext.setStrategy(new CryptoPayment("1A1zP1eP5QGefi2DMPTfTL5SLmv7DivfNa"));
paymentContext.executePayment(300);

更复杂的示例：排序策略

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// 排序策略接口
interface SortStrategy<T> {
  sort(items: T[]): T[];
}

// 冒泡排序策略
class BubbleSort<T> implements SortStrategy<T> {
  sort(items: T[]): T[] {
    console.log("使用冒泡排序");
    const arr = [...items];
    for (let i = 0; i < arr.length; i++) {
      for (let j = 0; j < arr.length - i - 1; j++) {
        if (arr[j] > arr[j + 1]) {
          [arr[j], arr[j + 1]] = [arr[j + 1], arr[j]];
        }
      }
    }
    return arr;
  }
}

// 快速排序策略
class QuickSort<T> implements SortStrategy<T> {
  sort(items: T[]): T[] {
    console.log("使用快速排序");
    if (items.length <= 1) return items;
    
    const pivot = items[0];
    const left = [];
    const right = [];
    
    for (let i = 1; i < items.length; i++) {
      if (items[i] < pivot) {
        left.push(items[i]);
      } else {
        right.push(items[i]);
      }
    }
    
    return [...this.sort(left), pivot, ...this.sort(right)];
  }
}

// 排序上下文
class Sorter<T> {
  private strategy: SortStrategy<T>;

  constructor(strategy: SortStrategy<T>) {
    this.strategy = strategy;
  }

  setStrategy(strategy: SortStrategy<T>): void {
    this.strategy = strategy;
  }

  sort(items: T[]): T[] {
    return this.strategy.sort(items);
  }
}

// 使用示例
const numbers = [64, 34, 25, 12, 22, 11, 90];
const sorter = new Sorter<number>(new BubbleSort<number>());

console.log("排序前:", numbers);
console.log("排序后:", sorter.sort(numbers));

// 切换排序策略
sorter.setStrategy(new QuickSort<number>());
console.log("使用快速排序:", sorter.sort(numbers));

使用函数式编程的实现

TypeScript 也支持函数式风格的策略模式：

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// 策略类型定义
type DiscountStrategy = (amount: number) => number;

// 具体策略函数
const noDiscount: DiscountStrategy = (amount: number) => amount;

const percentageDiscount = (percentage: number): DiscountStrategy => 
  (amount: number) => amount * (1 - percentage / 100);

const fixedDiscount = (discount: number): DiscountStrategy => 
  (amount: number) => Math.max(0, amount - discount);

// 上下文
class ShoppingCart {
  private items: number[] = [];
  private discountStrategy: DiscountStrategy = noDiscount;

  addItem(price: number): void {
    this.items.push(price);
  }

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

  getTotal(): number {
    const subtotal = this.items.reduce((sum, price) => sum + price, 0);
    return this.discountStrategy(subtotal);
  }
}

// 使用示例
const cart = new ShoppingCart();
cart.addItem(100);
cart.addItem(50);
cart.addItem(30);

console.log("原价:", cart.getTotal()); // 180

cart.setDiscountStrategy(percentageDiscount(10)); // 9折
console.log("9折后:", cart.getTotal()); // 162

cart.setDiscountStrategy(fixedDiscount(50)); // 减50
console.log("减50后:", cart.getTotal()); // 130

策略模式的优点

开闭原则：可以引入新策略而不修改现有代码
消除条件语句：避免大量的 if-else 或 switch-case 语句
算法复用：可以在不同的上下文中复用策略
测试友好：每个策略都可以独立测试

适用场景

一个系统需要在多种算法中选择一种时
有多个条件语句来选择不同的行为时
需要动态切换算法时
希望将算法的使用与实现分离时

策略模式是非常实用的设计模式，特别适合处理需要灵活切换行为的场景。

参考资料

https://refactoring.guru/design-patterns/strategy