Java之策略模式解析

前言

在开发过程中，经常不得不使用if else逻辑判断语句，太多的 if…else增加了代码的可读性，这时你可能需要策略模式来帮助你!

1.概念

策略模式（Strategy Pattern）是一种行为型设计模式，它定义了一簇算法，将每个算法都封装起来，并且使它们之间可以互换。策略模式使得算法的变化独立于使用算法的客户端。

结构

1. 环境类（Context）： 持有一个策略对象，并在需要时调用策略对象的方法。环境类通常会将客户端的请求委托给策略对象。

2. 策略接口（Strategy）： 声明算法的接口，所有具体策略类都实现这个接口。

3. 具体策略类（Concrete Strategy）： 实现策略接口，提供具体的算法实现

2.基本用法

1. 定义策略接口
2. 实现具体的策略类
3. 创建上下文类即环境类
4. 通过调用环境类切换不同策略

定义策略接口和实现具体的策略类很好理解，重点在于环境类的构造方法形参是策略接口，使用时，通过调用环境类时传入的形参类型切换不同的策略模式。

3.代码示例

下面是一个商场销售的场景，要求根据不同的促销策略计算商品的最终价格。
示例中，PriceCalculator 是环境类，它持有一个具体的策略对象（PricingStrategy），并在需要时调用策略对象的方法。客户端可以根据不同的情况切换不同的策略，而不影响 PriceCalculator 的使用。这样，我们实现了算法的独立变化，使得系统更加灵活。

// 先定义一个策略接口，里面定义一个计算商品最终价格的抽象方法。
public interface PricingStrategy {
    double calculatePrice(double originalPrice);
}

// 具体策略类 - 普通折扣策略
public class DiscountStrategy implements PricingStrategy {
    private double discountRate;

    public DiscountStrategy(double discountRate) {
        this.discountRate = discountRate;
    }

    public double calculatePrice(double originalPrice) {
        return originalPrice * (1 - discountRate);
    }
}

// 具体策略类 - 满减策略
public class FullReductionStrategy implements PricingStrategy {
    private double fullAmount;
    private double reductionAmount;

    public FullReductionStrategy(double fullAmount, double reductionAmount) {
        this.fullAmount = fullAmount;
        this.reductionAmount = reductionAmount;
    }

    public double calculatePrice(double originalPrice) {
        return originalPrice >= fullAmount ? originalPrice - reductionAmount : originalPrice;
    }
}

// 环境类
public class PriceCalculator {
    private PricingStrategy pricingStrategy;
    //调用环境类时传入一个PricingStrategy 形参，具体策略由PricingStrategy的实现类决定
    public PriceCalculator(PricingStrategy pricingStrategy) {
        this.pricingStrategy = pricingStrategy;
    }
    
    //通过setPricingStrategy方法切换策略
    public void setPricingStrategy(PricingStrategy pricingStrategy) {
        this.pricingStrategy = pricingStrategy;
    }
    //调用具体策略
    public double calculateFinalPrice(double originalPrice) {
        return pricingStrategy.calculatePrice(originalPrice);
    }
}

// 客户端使用
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建具体策略对象
        PricingStrategy discountStrategy = new DiscountStrategy(0.2);
        PricingStrategy fullReductionStrategy = new FullReductionStrategy(100, 20);

        // 创建环境类
        PriceCalculator calculator = new PriceCalculator(discountStrategy);

        // 计算最终价格
        double finalPrice1 = calculator.calculateFinalPrice(100);
        System.out.println("Final Price 1: " + finalPrice1);

        // 切换策略
        calculator.setPricingStrategy(fullReductionStrategy);

        // 再次计算最终价格
        double finalPrice2 = calculator.calculateFinalPrice(150);
        System.out.println("Final Price 2: " + finalPrice2);
    }
}

4.策略模式的优点与缺点

优点	描述
***避免使用条件语句	使用策略模式可以避免大量的条件语句，提高代码的可读性和可维护性，这是使用策略模式的主要原因。
灵活性和可扩展性	策略模式使得算法独立于客户端而变得可替换和可扩展，因此系统更加灵活。
符合开闭原则	新的策略可以通过实现新的策略类来添加，而无需修改上下文类的代码，符合开闭原则。

缺点	描述
类数量增加	- 每个具体策略需一个独立策略类，可能增加类的数量。
客户端需要了解不同的策略	- 客户端需了解所有策略类，选择合适策略可能增加复杂性。
通信开销	- 切换策略时可能涉及上下文类与策略类之间的通信开销。
逻辑分散	- 将算法逻辑分散到不同策略类，可能导致简单算法过度拆分。

5.总结

步骤	描述
定义策略接口	确定共同的操作接口，各具体策略类将实现这一接口。
实现具体的策略类	为每个具体算法创建独立的策略类，分别实现策略接口中定义的操作。
创建上下文类（环境类）	上下文类包含一个策略接口的引用，并提供一个方法用于切换不同的策略。
设置策略	在客户端中，创建具体的策略对象，并将其设置到上下文类中，用于指定当前使用的算法。
调用策略方法	通过上下文类调用策略的方法，执行具体的算法。
切换策略	在运行时，可以动态切换策略，更换当前的算法实现。
优势	通过策略模式，实现了算法的独立性和可维护性，客户端可以灵活地选择和切换算法，不影响上下文类的代码。