【设计模式】用Java实现策略模式

一.策略模式介绍与使用场景

1. 多种算法或行为选择：当有多个相关的算法或行为可供选择，并且需要在运行时动态选择其中之一时，策略模式非常适用。它允许根据需求选择适当的策略，而不需要更改客户端代码。

2. 消除条件语句：当存在大量的条件语句来根据不同情况执行不同的行为时，使用策略模式可以消除这些冗长的条件语句。每个条件对应一个具体的策略，客户端只需选择正确的策略即可。

3. 算法的独立性：策略模式将算法封装在各自的策略类中，使得每个算法可以独立于其他算法进行修改和演化。这样可以保持代码的灵活性和可维护性。

4. 扩展性：通过定义新的策略类，可以方便地添加新的算法或行为，而不需要修改现有的代码。这使得系统更易于扩展和维护。

5. 避免继承的复杂性：策略模式提供了一种替代继承的方式，使得不同的行为可以通过组合而不是继承来实现。这样可以避免类之间的紧耦合关系和继承层次结构的复杂性。

二.策略模式实现

策略模式（Strategy Pattern）是一种行为设计模式，它允许在运行时选择算法的行为。该模式通过将算法封装在独立的策略类中，使得它们可以互相替换，而不影响客户端代码。

例如下面例子用策略模式实现不同的算法实现：

// 定义排序策略接口
interface SortingStrategy {
    void sort(int[] array);
}

// 实现具体的排序策略类

class BubbleSortStrategy implements SortingStrategy {
    public void sort(int[] array) {
        System.out.println("Sorting array using Bubble Sort.");
        // 实现具体的冒泡排序算法
    }
}

class QuickSortStrategy implements SortingStrategy {
    public void sort(int[] array) {
        System.out.println("Sorting array using Quick Sort.");
        // 实现具体的快速排序算法
    }
}

// 定义客户端类，使用策略进行排序

class SortClient {
    private SortingStrategy sortingStrategy;

    public void setSortingStrategy(SortingStrategy sortingStrategy) {
        this.sortingStrategy = sortingStrategy;
    }

    public void performSort(int[] array) {
        sortingStrategy.sort(array);
    }
}

// 使用示例

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        SortClient client = new SortClient();

        // 使用冒泡排序策略
        SortingStrategy bubbleSortStrategy = new BubbleSortStrategy();
        client.setSortingStrategy(bubbleSortStrategy);
        int[] array = {5, 2, 8, 1, 9};
        client.performSort(array);

        // 使用快速排序策略
        SortingStrategy quickSortStrategy = new QuickSortStrategy();
        client.setSortingStrategy(quickSortStrategy);
        int[] anotherArray = {10, 7, 3, 6, 4};
        client.performSort(anotherArray);
    }
}

我们定义了一个SortingStrategy接口，它包含一个sort方法用于对整数数组进行排序。然后，我们实现了两种具体的排序策略：BubbleSortStrategy和QuickSortStrategy，它们分别实现了冒泡排序和快速排序算法。

接下来，我们定义了一个SortClient类，它包含一个setSortingStrategy方法用于设置排序策略，并且有一个performSort方法用于执行排序操作。通过在客户端代码中设置不同的排序策略，我们可以选择使用不同的算法对数组进行排序。

在Main类的main方法中，我们演示了如何使用策略模式进行排序。首先，我们创建一个SortClient对象，并使用冒泡排序策略对一个数组进行排序。然后，我们切换到快速排序策略并对另一个数组进行排序。

这样，使用策略模式，我们可以轻松地切换和组合不同的算法，而不必更改客户端代码。

在项目开发中，还有很多适用的应用场景，例如某公司需要举办不同的电商活动，根据情况选择不同的活动算法，用策略模式实现如下：

// 定义策略接口
interface DiscountStrategy {
    double applyDiscount(double amount);
}

// 实现具体的策略类

class ChristmasDiscountStrategy implements DiscountStrategy {
    public double applyDiscount(double amount) {
        System.out.println("Applying Christmas discount.");
        return amount * 0.8; // 打八折
    }
}

class BlackFridayDiscountStrategy implements DiscountStrategy {
    public double applyDiscount(double amount) {
        System.out.println("Applying Black Friday discount.");
        return amount * 0.7; // 打七折
    }
}

// 定义客户端类，使用策略进行折扣计算

class ShoppingCart {
    private DiscountStrategy discountStrategy;

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

    public double calculateTotalAmount(double amount) {
        double discountedAmount = discountStrategy.applyDiscount(amount);
        // 其他计算逻辑...
        return discountedAmount;
    }
}

// 使用示例

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        ShoppingCart cart = new ShoppingCart();

        // 使用圣诞折扣策略
        DiscountStrategy christmasDiscount = new ChristmasDiscountStrategy();
        cart.setDiscountStrategy(christmasDiscount);
        double amount = 100.0;
        double totalAmount = cart.calculateTotalAmount(amount);
        System.out.println("Total amount after discount: " + totalAmount);

        // 使用黑色星期五折扣策略
        DiscountStrategy blackFridayDiscount = new BlackFridayDiscountStrategy();
        cart.setDiscountStrategy(blackFridayDiscount);
        amount = 200.0;
        totalAmount = cart.calculateTotalAmount(amount);
        System.out.println("Total amount after discount: " + totalAmount);
    }
}

在上述示例中，我们定义了一个 DiscountStrategy 接口，它包含一个 applyDiscount 方法用于计算折扣后的金额。然后，我们实现了两种具体的折扣策略类：ChristmasDiscountStrategy（圣诞折扣策略）和 BlackFridayDiscountStrategy（黑色星期五折扣策略），它们分别根据不同的活动规则来计算折扣后的金额。

接下来，我们定义了一个 ShoppingCart 类，它包含一个 setDiscountStrategy 方法用于设置折扣策略，并且有一个 calculateTotalAmount 方法用于计算折扣后的总金额。通过在客户端代码中设置不同的折扣策略，我们可以选择应用不同的活动折扣。

在 Main 类的 main 方法中，我们演示了如何使用策略模式进行电商活动的折扣计算。首先，我们创建一个 ShoppingCart 对象，并使用圣诞折扣策略计算购物车中商品的总金额。然后，我们切换到黑色星期五折扣策略并重新计算总金额。

这样，使用策略模式，我们可以轻松地切换和组合不同的活动折扣策略。