策略模式(Strategy Pattern),该模式定义了一系列算法,并将每个算法封装起来,使它们可以相互替换,且算法的变化不会影响使用算法的客户。策略模式属于对象行为模式,它通过对算法进行封装,把使用算法的责任和算法的实现分割开来,并委派给不同的对象对这些算法进行管理。

策略模式的核心思想是在一个计算方法中把容易变化的算法抽出来作为“策略”参数传进去,从而使得新增策略不必修改原有逻辑。

在现实生活中常常遇到实现某种目标存在多种策略可供选择的情况,例如,出行旅游可以乘坐飞机、乘坐火车、骑自行车或自己开私家车等,超市促销可以釆用打折、送商品、送积分等方法。

如果使用多重条件转移语句实现(即硬编码),不但使条件语句变得很复杂,而且增加、删除或更换算法要修改原代码,不易维护,违背开闭原则。如果采用策略模式就能很好解决该问题。

策略模式的组成如下:

Strategy(抽象策略) 定义了一个公共接口,各种不同的算法以不同的方式实现这个接口,环境角色使用这个接口调用不同的算法,一般使用接口或抽象类实现
Concrete Strategy(具体策略) 实现了抽象策略定义的接口,提供具体的算法实现
Context(环境) 持有一个策略类的引用,最终给客户端调用

策略模式的优点

  1. 多重条件语句不易维护,而使用策略模式可以避免使用多重条件语句,如 if…else 语句、switch…case 语句
  2. 策略模式提供了一系列的可供重用的算法族,恰当使用继承可以把算法族的公共代码转移到父类里面,从而避免重复的代码
  3. 策略模式可以提供相同行为的不同实现,客户可以根据不同时间或空间要求选择不同的
  4. 策略模式提供了对开闭原则的完美支持,可以在不修改原代码的情况下,灵活增加新算法
  5. 策略模式把算法的使用放到环境类中,而算法的实现移到具体策略类中,实现了二者的分离

策略模式的缺点

  1. 客户端必须理解所有策略算法的区别,以便适时选择恰当的算法类
  2. 策略模式造成很多的策略类,增加维护难度

策略模式使用场景

  1. 一个系统需要动态地在几种算法中选择一种时,可将每个算法封装到策略类中
  2. 一个类定义了多种行为,并且这些行为在这个类的操作中以多个条件语句的形式出现,可将每个条件分支移入它们各自的策略类中以代替这些条件语句
  3. 系统中各算法彼此完全独立,且要求对客户隐藏具体算法的实现细节时
  4. 系统要求使用算法的客户不应该知道其操作的数据时,可使用策略模式来隐藏与算法相关的数据结构
  5. 多个类只区别在表现行为不同,可以使用策略模式,在运行时动态选择具体要执行的行为

策略模式使用示例

以购物车结算为例,假设网站针对普通会员、Prime会员有不同的折扣,同时活动期间还有一个满100减20的活动,这些就可以作为策略实现。一个完整的策略模式要定义策略以及使用策略的上下文。

  1. public class StrategyPattern {
  2. /**
  3. * 先定义打折策略接口
  4. */
  5. interface DiscountStrategy {
  6. BigDecimal getDiscount(BigDecimal total);
  7. }
  8. /**
  9. * 普通会员的打折策略
  10. */
  11. static class UserDiscountStrategy implements DiscountStrategy {
  12. @Override
  13. public BigDecimal getDiscount(BigDecimal total) {
  14. // 普通会员打九折:
  15. return total.multiply(new BigDecimal("0.1")).setScale(2, RoundingMode.DOWN);
  16. }
  17. }
  18. /**
  19. * Prime会员策略
  20. */
  21. static class PrimeDiscountStrategy implements DiscountStrategy {
  22. public BigDecimal getDiscount(BigDecimal total) {
  23. // Prime会员打7折:
  24. return total.multiply(new BigDecimal("0.3")).setScale(2, RoundingMode.DOWN); }
  25. }
  26. /**
  27. * 满减策略
  28. */
  29. static class OverDiscountStrategy implements DiscountStrategy {
  30. public BigDecimal getDiscount(BigDecimal total) {
  31. // 满100减20优惠:
  32. return total.compareTo(BigDecimal.valueOf(100)) >= 0 ? BigDecimal.valueOf(20) : BigDecimal.ZERO;
  33. }
  34. }
  35. static class DiscountContext {
  36. // 持有某个策略:默认为普通会员策略
  37. private DiscountStrategy strategy = new UserDiscountStrategy();
  38. // 允许客户端设置新策略:
  39. public void setStrategy(DiscountStrategy strategy) {
  40. this.strategy = strategy;
  41. }
  42. public BigDecimal calculatePrice(BigDecimal total) {
  43. return total.subtract(this.strategy.getDiscount(total)).setScale(2);
  44. }
  45. }
  46. public static void main(String[] args) {
  47. DiscountContext discountContext = new DiscountContext();
  48. // 普通会员
  49. System.out.println(discountContext.calculatePrice(BigDecimal.valueOf(105)));
  50. // 使用满减策略
  51. discountContext.setStrategy(new OverDiscountStrategy());
  52. System.out.println(discountContext.calculatePrice(BigDecimal.valueOf(105)));
  53. // 使用Prime会员策略
  54. discountContext.setStrategy(new PrimeDiscountStrategy());
  55. System.out.println(discountContext.calculatePrice(BigDecimal.valueOf(105)));
  56. }
  57. }

程序运行结果如下:

:::success 94.50
85.00
73.50 :::