策略设计模式

Lily Flower / 2025-02-18 / 原文

设计模式 - 策略设计模式

策略设计模式（Strategy Pattern）是一种行为设计模式，它定义了一系列算法，并将每个算法封装起来，使它们可以互相替换。这种模式让算法独立于使用它的客户端。简而言之，策略模式允许在运行时更改算法的行为。

策略模式的组成部分：

Context(上下文)：
- 上下文指的是客户端程序，它使用某种策略。上下文通常包含对一个策略对象的引用。
Strategy(策略接口)
- 这是一个接口或抽象类，定义了所有支持的算法的公共接口。这是策略类必须要实现的接口。
Concrete Strategies(具体策略)：
- 具体策略实现了策略接口，并提供了具体的算法实现。

策略模式的工作原理

在策略模式中，策略上下文将请求对象委托给一个具体的策略对象，而这个策略对象是在运行时动态选择的，上下文并不知道具体使用的是哪一个具体策略，因此可以灵活的切换算法，而不需要修改上下文以及客户端的代码。

使用场景

多种算法互换：当存在多种算法时，但是这些算法相互之间没有依赖关系时，可以使用策略模式。
算法的频繁更改：当算法需要频繁更改时，使用策略模式可以避免代码重复。
非侵入性扩展：当希望在不修改原有代码的基础上扩展新功能时，策略模式可以实现这种扩展。
条件语句的消除：如果发现代码中有很多类似“if...else”或“switch...case”的条件选择语句，那么可以考虑使用策略模式来将算法抽象化。

示例代码

下面举一个简单的示例来演示一下策略设计模式

// 策略设计模式
public class StrategyPattern {
    public static void main(String[] args) {
        CalculateContext context = new CalculateContext(new AddOperation());
        System.out.println(context.calculate(12, 24));

        context = new CalculateContext(new SubOperation());
        System.out.println(context.calculate(12, 24));
    }
}

// 策略接口(计算策略接口)
interface CalculateStrategy {
    int doOperation(int a, int b);
}

// 策略上下文
class CalculateContext {
    private CalculateStrategy calculateStrategy;

    public CalculateContext(CalculateStrategy calculateStrategy) {
        this.calculateStrategy = calculateStrategy;
    }

    // 执行策略中的方法
    public int calculate(int a, int b) {
        return calculateStrategy.doOperation(a, b);
    }
}

// 具体的策略实现类(加法)
class AddOperation implements CalculateStrategy {

    @Override
    public int doOperation(int a, int b) {
        return a + b;
    }
}

// 具体的策略实现类(减法)
class SubOperation implements CalculateStrategy{

    @Override
    public int doOperation(int a, int b) {
        return a - b;
    }
}

运行结果如下：

36
-12

策略模式的优点：

灵活性高：策略模式允许在运行时动态地选择算法。这意味着可以根据不同的条件选择不同的行为，增强了系统的灵活性。
易于扩展：新增一个算法非常容易，只需要新增一个具体策略类即可，而不需要修改已有的代码。这符合开闭原则（Open/Closed Principle），即对扩展开放，对修改关闭。
减少选择条件语句：使用策略模式可以消除条件选择语句，如 if...else 或者 switch...case，从而使代码更清晰、更易于理解。
更好的封装：每个算法都被封装在一个策略类中，算法的实现细节对客户端来说是透明的。这样可以防止客户端直接修改算法的实现。
解耦：策略模式将算法的使用从算法的实现中分离出来，降低了上下文与具体算法之间的耦合度。

策略模式的优点：