设计模式——策略模式

策略模式(Strategy Pattern)是一种行为型设计模式,它定义了一系列算法,并将每一个算法封装起来,使它们可以相互替换。策略模式让算法独立于使用它的客户端代码,使得算法的变化不会影响到使用该算法的客户端。

原理

  • 策略接口(Strategy Interface): 定义了所有支持的算法的公共操作。
  • 具体策略类(Concrete Strategies): 实现了策略接口,每个类代表一个具体的算法或行为。
  • 上下文(Context): 拥有一个对策略对象的引用,负责调用策略对象的执行方法,并在需要时切换策略。

Java代码示例

// 策略接口
public interface PaymentStrategy {
    void pay(double amount);
}

// 具体策略类:信用卡支付策略
public class CreditCardStrategy implements PaymentStrategy {
    @Override
    public void pay(double amount) {
        System.out.println("Paid " + amount + " using credit card.");
        // 实际支付逻辑...
    }
}

// 具体策略类:支付宝支付策略
public class AlipayStrategy implements PaymentStrategy {
    @Override
    public void pay(double amount) {
        System.out.println("Paid " + amount + " using Alipay.");
        // 实际支付逻辑...
    }
}

// 上下文:购物车
public class ShoppingCart {
    private List<Item> items;
    private PaymentStrategy paymentStrategy;

    public void setPaymentStrategy(PaymentStrategy strategy) {
        this.paymentStrategy = strategy;
    }

    public void checkout() {
        double total = calculateTotal();
        paymentStrategy.pay(total);
    }

    // 其他购物车相关的方法...
}

// 客户端使用示例
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        ShoppingCart cart = new ShoppingCart();

        // 设置支付策略为信用卡支付
        cart.setPaymentStrategy(new CreditCardStrategy());
        cart.checkout(); // 输出:Paid ... using credit card.

        // 改变支付策略为支付宝支付
        cart.setPaymentStrategy(new AlipayStrategy());
        cart.checkout(); // 输出:Paid ... using Alipay.
    }
}

设想你经营一家餐厅,顾客可以选择不同的支付方式进行结账,比如现金、刷卡或手机支付。每种支付方式就是一个策略,当顾客选择某种支付方式时,服务员就执行相应的“策略”,即进行相应的支付处理。策略模式在这里的作用就是让服务员(上下文)可以根据客户要求灵活地调用不同支付方式(策略)的结账流程,而无需知道每种支付方式的具体实现细节。

应用

  • 支付系统:不同的支付方式(如信用卡、支付宝、微信支付等)可以用不同的策略来实现,用户选择不同的支付方式时,系统只需调用对应的策略即可完成支付操作。
  • 游戏AI:根据不同的场景和敌人类型,游戏角色可能有不同的战斗策略,每种策略都由一个具体策略类表示。
  • 排序算法:对于排序功能,可以创建多个实现不同排序算法(如冒泡排序、快速排序、归并排序)的具体策略类,根据需求动态切换排序策略。

适用性

  • 算法的多样化选择:当系统需要在多种算法之间进行切换时,例如排序算法、搜索算法、加密算法等,每种算法都可以封装成一个具体策略类。
  • 行为的动态变化:根据不同的运行环境或条件,对象的行为可以动态改变。例如游戏中的角色可能有不同的战斗策略,可以根据敌人类型或场景变化来实时切换。
  • 业务规则可配置:在业务逻辑中,如果存在多种规则或策略,且这些规则可能会频繁变更或扩展,通过策略模式可以让用户自行配置使用哪种规则,从而提高系统的灵活性和可扩展性。
  • 避免多重条件判断:在代码中有大量if-else或者switch-case语句用于选择不同行为时,可以考虑使用策略模式将每种行为封装为一个策略类,减少代码耦合度并增强可读性。
  • 遵循开闭原则:新的策略可以通过增加新的策略类轻松添加到系统中,而无需修改现有代码,这符合面向对象设计原则中的“对扩展开放,对修改关闭”。

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