Java设计模式之策略模式
原创
1. 什么是策略模式？
策略模式是一种行为设计模式，它定义了一组算法，并将每个算法封装成独立的类，使得它们可以相互替换。策略模式使得算法可以独立于客户端而变化，从而提高了代码的灵活性和可维护性。在Java中，策略模式通常涉及一个策略接口或抽象类，多个具体策略类以及一个上下文类。
2. 策略模式的结构
在Java中，策略模式包含以下几个关键组件：
- Strategy（策略）：定义一个接口或抽象类，用于封装算法。
- ConcreteStrategy（具体策略）：实现策略接口或继承抽象策略类，并具体定义算法。
- Context（上下文）：维护一个策略对象，并在需要时调用其算法。
3. 策略模式的工作原理
在策略模式中，每个具体策略类实现了策略接口或继承了抽象策略类，并重写了其中的方法，以定义具体的算法。上下文类维护一个策略对象，并在需要时调用其算法。客户端代码可以根据需求选择合适的策略，并将其传递给上下文对象。
4. 策略模式的实现步骤
在Java中，实现策略模式通常包括以下步骤：
- 定义策略接口（Strategy）：定义一个接口或抽象类，用于封装算法。
- 创建具体策略类（ConcreteStrategy）：实现策略接口或继承抽象策略类，并具体定义算法。
- 定义上下文类（Context）：维护一个策略对象，并提供方法来切换策略和执行算法。
- 使用策略模式：根据具体业务需求，创建具体策略类和上下文类，并在客户端代码中使用策略模式。
5. 案例说明
接下来，通过一个简单的例子来演示策略模式的实现。假设我们有一个支付系统，根据不同的支付方式（如信用卡支付、支付宝支付和微信支付），采用不同的支付算法。
首先，我们定义策略接口：
// Strategy interface
public interface PaymentStrategy {
void pay(double amount);
}然后，我们创建具体策略类：
// Concrete Strategy: CreditCardPaymentStrategy
public class CreditCardPaymentStrategy implements PaymentStrategy {
private String cardNumber;
private String expirationDate;
private String cvv;
public CreditCardPaymentStrategy(String cardNumber, String expirationDate, String cvv) {
this.cardNumber = cardNumber;
this.expirationDate = expirationDate;
this.cvv = cvv;
}
@Override
public void pay(double amount) {
System.out.println("Paying " + amount + " via credit card.");
}
}// Concrete Strategy: AlipayPaymentStrategy
public class AlipayPaymentStrategy implements PaymentStrategy {
private String account;
public AlipayPaymentStrategy(String account) {
this.account = account;
}
@Override
public void pay(double amount) {
System.out.println("Paying " + amount + " via Alipay.");
}
}// Concrete Strategy: WechatPaymentStrategy
public class WechatPaymentStrategy implements PaymentStrategy {
private String account;
public WechatPaymentStrategy(String account) {
this.account = account;
}
@Override
public void pay(double amount) {
System.out.println("Paying " + amount + " via Wechat.");
}
}接下来，我们定义上下文类：
// Context
public class PaymentContext {
private PaymentStrategy paymentStrategy;
public void setPaymentStrategy(PaymentStrategy paymentStrategy) {
this.paymentStrategy = paymentStrategy;
}
public void executePayment(double amount) {
paymentStrategy.pay(amount);
}
}最后，我们编写客户端代码来使用策略模式：
public class Client {
public static void main(String[] args) {
PaymentContext paymentContext = new PaymentContext();
// Credit card payment
PaymentStrategy creditCardPayment = new CreditCardPaymentStrategy("1234567890123456", "12/25", "123");
paymentContext.setPaymentStrategy(creditCardPayment);
paymentContext.executePayment(100.0);
// Alipay payment
PaymentStrategy alipayPayment = new AlipayPaymentStrategy("user@qq.com");
paymentContext.setPaymentStrategy(alipayPayment);
paymentContext.executePayment(50.0);
// Wechat payment
PaymentStrategy wechatPayment = new WechatPaymentStrategy("user123");
paymentContext.setPaymentStrategy(wechatPayment);
paymentContext.executePayment(30.0);
}
}运行客户端代码后，我们可以看到不同的支付方式采用了不同的支付算法。
6. 策略模式的优缺点
优点：
- 易于扩展：可以轻松地添加新的策略类，而不需要修改已有的代码，从而增强了系统的可扩展性。
- 避免条件语句：通过策略模式可以避免使用大量的条件语句来控制对象的行为，使代码更加简洁和可读。
- 符合开闭原则：策略模式使得每个具体策略类都可以独立变化，不会影响其他策略类，从而符合开闭原则。
缺点：
- 客户端必须知道所有的策略类：客户端需要了解所有的具体策略类，并且负责选择合适的策略，可能会增加系统的复杂性。
- 增加对象数量：每个具体策略类都会增加一个对象，可能会导致对象数量增加，影响系统的性能。
7. 策略模式的适用场景
策略模式适用于以下场景：
- 多个算法可供选择：当一个类中包含多个算法，并且需要在运行时动态选择其中一个时，可以考虑使用策略模式。
- 避免条件语句：当对象的行为由大量的条件语句控制时，可以使用策略模式来简化代码结构，提高可读性。
- 算法需要独立于客户端变化：当算法需要独立于客户端变化时，可以使用策略模式将算法封装成独立的对象，使得其可以相互替换。
总结
策略模式是一种非常有用的设计模式，可以有效地管理对象的行为，并实现算法的动态切换。在Java中，策略模式被广泛应用于各种领域，如支付系统、排序算法和数据压缩等。合理地应用策略模式可以使系统更加灵活、可扩展，并且更易于理解和维护。然而，在使用策略模式时，需要根据具体业务需求来设计策略接口和具体策略类，以确保模式的正确应用和系统的稳定性。
原创声明：本文系作者授权腾讯云开发者社区发表，未经许可，不得转载。
如有侵权，请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。
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