Java设计模式之策略（Strategy）模式

策略（Strategy）设计模式定义了一系列算法，将它们封装起来，并且可以相互替换使用，从而使得算法可以独立于使用它的客户而变化。

什么是策略模式

策略（Strategy）设计模式是一种行为型设计模式，它允许在运行时动态地选择算法。策略模式将算法封装为算法族，从而可以在运行时根据需要选择不同的算法。策略模式将算法的定义与其使用分离，使得算法的形式可独立于其具体应用，这样就可以在不修改代码的情况下透明地改变算法。在 Java 中，策略模式通常使用接口或抽象类来定义不同的策略，然后在其具体实现类中分别实现各自的算法。

策略模式的使用场景

策略（Strategy）设计模式适用于以下情况：

• 需要在运行时动态地改变对象的行为。
• 有多个算法可选，客户端需要根据不同的需要选择不同的算法。
• 一个类定义了多种行为，并且这些行为在类的方法中以多个条件语句的形式出现。这时候可以将每种条件分支转化为一个独立的策略。

策略模式的代码示例

下面是一个简单的示例，用于演示策略（Strategy）设计模式的使用：

// 定义策略接口
interface Strategy {
    public int doOperation(int num1, int num2);
}

// 实现策略接口的具体实现类：加法策略
class OperationAdd implements Strategy {
    @Override
    public int doOperation(int num1, int num2) {
        return num1 + num2;
    }
}

// 实现策略接口的具体实现类：减法策略
class OperationSubtract implements Strategy {
    @Override
    public int doOperation(int num1, int num2) {
        return num1 - num2;
    }
}

// 实现策略接口的具体实现类：乘法策略
class OperationMultiply implements Strategy {
    @Override
    public int doOperation(int num1, int num2) {
        return num1 * num2;
    }
}

// 定义上下文对象
class Context {
    private Strategy strategy;

    public Context(Strategy strategy) {
        this.strategy = strategy;
    }

    public int executeStrategy(int num1, int num2) {
        return strategy.doOperation(num1, num2);
    }
}

// 客户端代码
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Context context = new Context(new OperationAdd());
        System.out.println("10 + 5 = " + context.executeStrategy(10, 5));

        context = new Context(new OperationSubtract());
        System.out.println("10 - 5 = " + context.executeStrategy(10, 5));

        context = new Context(new OperationMultiply());
        System.out.println("10 * 5 = " + context.executeStrategy(10, 5));
    }
}

在上面的代码中，我们定义了一个 Strategy 接口，该接口用于定义不同的算法。我们实现了三个具体的策略类：OperationAdd、OperationSubtract 和 OperationMultiply，分别对应加法、减法和乘法算法。每个具体策略类都实现了 Strategy 接口中的方法。

我们还定义了一个 Context 上下文对象，它包含了一个策略对象，可以根据不同的策略执行不同的算法。在 Context 对象中，定义了一个 executeStrategy 方法，根据当前策略对象执行相应的算法。

在客户端代码中，我们首先创建了一个 Context 对象，并使用 OperationAdd 策略执行加法算法。然后我们重新定义了 Context 对象，并使用 OperationSubtract 策略执行减法算法。最后，我们又重新定义了 Context 对象，并使用 OperationMultiply 策略执行乘法算法。

代码的运行结果为：

10 + 5 = 15
10 - 5 = 5
10 * 5 = 50

这是因为我们分别使用了三个不同的策略（加法、减法和乘法），并将它们用于 Context 对象中执行计算。最后，我们打印了每个计算的结果。

策略模式的实际应用

1. Spring框架：Spring框架中的依赖注入（DI）和控制反转（IOC）机制允许在运行时动态选择不同的实现。通过在配置文件中配置不同的策略，可以在不修改代码的情况下实现选择不同的策略。

2. Hibernate框架：Hibernate框架中的查询语言HQL（Hibernate Query Language）提供了不同的查询策略，通过选择不同的查询策略，可以根据需求选择合适的查询方式，以提高查询效率。

3. Java集合框架：Java集合框架中的排序方法（Comparator）接口是策略模式的典型示例。使用排序策略接口，可以在不修改集合类的情况下，根据不同的条件进行排序。

总结

策略（Strategy）设计模式提供了一种能够在运行时动态地改变对象行为的解决方案。在策略设计模式中，将算法的实现与算法的使用者相分离，从而可以根据需要选择不同的算法。通过使用接口或抽象类来定义各种策略，可以在运行时动态选择合适的策略。这使得算法的改变能够以透明的方式进行，而不会影响客户端代码的实现。在实际软件开发中，策略设计模式被广泛应用，特别是在需要在运行时改变对象行为的场景中。