【Java 设计模式】行为型之策略模式

策略模式（Strategy Pattern）是一种行为型设计模式，定义了一系列算法，并将每个算法封装起来，使它们可以互相替换。策略模式允许客户端在运行时选择算法的具体实现，而不是在编译时固定使用某个算法。在本文中，我们将深入研究Java中策略模式的定义、结构、使用场景以及如何在实际开发中应用。

1. 定义

策略模式是一种行为型设计模式，定义了一系列算法，并将每个算法封装起来，使它们可以互相替换。策略模式允许客户端在运行时选择算法的具体实现，而不是在编译时固定使用某个算法。策略模式通常包含三个主要角色：环境（Context）、抽象策略（Strategy）和具体策略（ConcreteStrategy）。

• 环境（Context）： 维护一个对抽象策略的引用，并在运行时可以切换不同的具体策略
• 抽象策略（Strategy）： 定义了一个算法族的接口，具体策略实现这个接口
• 具体策略（ConcreteStrategy）： 实现了抽象策略定义的接口，提供具体的算法实现

2. 应用场景

策略模式通常在以下场景中使用：

• 多算法选择：

  当一个系统需要支持多种算法，并且需要在运行时动态选择其中一种算法时，可以使用策略模式

• 算法具有相同接口：

  当多个算法实现具有相同的接口时，可以使用策略模式。这样可以在不修改客户端的情况下轻松切换算法

• 避免使用条件语句：

  当需要避免使用大量的条件语句来选择不同算法时，可以使用策略模式，将每个算法封装成一个策略类

3. 代码实现

下面通过一个简单的例子来演示策略模式的实现。假设有一个支付系统，我们可以使用策略模式来实现不同支付方式的选择。

抽象策略 - 支付策略 PaymentStrategy

package com.cheney.demo;

interface PaymentStrategy {
    void pay(int amount);
}

具体策略 - 支付宝支付 AlipayStrategy

package com.cheney.demo;

class AlipayStrategy implements PaymentStrategy {
    @Override
    public void pay(int amount) {
        System.out.println("使用支付宝支付 " + amount);
    }
}

具体策略 - 微信支付 WeChatPayStrategy

package com.cheney.demo;

class WeChatPayStrategy implements PaymentStrategy {
    @Override
    public void pay(int amount) {
        System.out.println("使用微信支付 " + amount);
    }
}

具体策略 - 银行卡支付 CardPaymentStrategy

package com.cheney.demo;

class CardPaymentStrategy implements PaymentStrategy {
    @Override
    public void pay(int amount) {
        System.out.println("使用银行卡支付 " + amount);
    }
}

环境 - 支付上下文 PaymentContext

package com.cheney.demo;

class PaymentContext {
    private PaymentStrategy paymentStrategy;

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

    public void processPayment(int amount) {
        if (paymentStrategy != null) {
            paymentStrategy.pay(amount);
        } else {
            System.out.println("未设置支付策略");
        }
    }
}

客户端启动器 Main

package com.cheney.demo;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 使用策略模式实现支付系统
        PaymentContext paymentContext = new PaymentContext();

        PaymentStrategy alipayStrategy = new AlipayStrategy();
        paymentContext.setPaymentStrategy(alipayStrategy);
        paymentContext.processPayment(100);

        PaymentStrategy weChatPayStrategy = new WeChatPayStrategy();
        paymentContext.setPaymentStrategy(weChatPayStrategy);
        paymentContext.processPayment(50);

        PaymentStrategy cardPaymentStrategy = new CardPaymentStrategy();
        paymentContext.setPaymentStrategy(cardPaymentStrategy);
        paymentContext.processPayment(200);
    }
}

在上述例子中，PaymentStrategy 是抽象策略，定义了支付策略的接口。AlipayStrategy、WeChatPayStrategy、CardPaymentStrategy 是具体策略，实现了支付策略的具体算法。PaymentContext 是环境类，维护一个对抽象策略的引用，并在运行时可以切换不同的具体策略。

在客户端中，我们使用策略模式实现了支付系统。通过设置不同的支付策略，可以轻松地选择不同的支付方式。

结语

策略模式是一种用于定义一系列算法、并使它们可以互相替换的设计模式。通过使用策略模式，可以实现更加灵活和可维护的代码，减少了客户端和算法之间的耦合度。在实际开发中，策略模式常被用于实现算法的动态切换、减轻条件语句的使用等场景。通过合理使用策略模式，可以提高系统的可扩展性和可维护性。