# 策略模式（Strategy Pattern） ## 1 简介 ### 1.1 定义 也叫政策模式（Policy Pattern） #### wiki 对象有某个行为，但是在不同的场景中，该行为有不同的实现算法。 如每个人都要“交个人所得税”，但是“在美国交个人所得税”和“在中国交个人所得税”就有不同算税方法。 #### 定义 Define a family of algorithms,encapsulate each one,and make them interchangeable. 定义一组算法，将每个算法都封装起来，并且使它们之间可互换。 每种算法可以根据当前场景相互替换，从而使算法的变化独立于使用它们的客户端（即算法的调用者）。 常见 if/else 结构。 ### 1.2 类型 行为型。 在`运行时`(**非编译时**)改变软件的算法行为。 ### 1.3 主要思想 定义一个通用问题，使用不同算法实现，然后将这些算法都封装在统一接口。 策略模式使用的就是OOP的继承和多态。 ### 1.4 主要角色 #### 通用类图 ![](https://codeselect.oss-cn-shanghai.aliyuncs.com/image-20230901104310625.png) #### Context 环境封装 即上下文角色，起承上启下的封装作用。屏蔽高层模块对策略&算法的直接访问，封装可能存在的变化。 持有一个策路类的引用，最终给客户端调用。 #### Strategy 抽象策略 策略&算法家族的抽象，通常为接口，定义每个策略或算法必须的方法和属性。 #### ConcreteStrategy 具体策略 实现抽象策略定义的接口，提供具体算法实现。 #### 通用源码 抽象策略角色：一个非常普通的接口，在项目中就是一个普通接口，定义一或多个具体算法。 ## 2 适用场景 一个对象，其行为有些固定不变，有些又容易变化。对于这些容易变化的行为，我们不希望将其实现绑定在对象，而希望能动态针对不同场景产生不同应对策略。 就用到策略模式，就是为应对对象中复杂多变的行为而产生的： - 系统有很多类，而他们的区别仅在于行为不同 - 一个系统需要动态地在几种算法中选择一种 当一个类存在两个独立变化的维度，目这两个维度都需要进行扩展时 当一个系统不希望使用继承，或因多层次继承导致系统类的个数急剧增加时 当一个系统需要在构件的抽象化角色、具体化角色之间增加更多的灵活性时 ## 3 优点 - 符合OCP - 避免使用多重条件转移语句 e.g. 省去大量 if/else、switch，降低代码耦合度 - 提高算法的保密性和安全性 只需知道策略的业务功能，而不关心内部实现 ## 4 缺点 - 客户端须知所有策略类，并决定使用哪个策略类 - 产生很多策略类 ## 5 相关设计模式的差异 前面的都是策略模式表述。 ### 5.1 V.S 工厂模式 - 行为型 接收已创建好的对象实现不同行为 - 创造型 接收指令，创建符合要求的具体对象 ### 5.2 V.S 状态模式 - 若系统中某类的某行为存在多种实现方式，客户端需知使用哪个策略 - 若系统中某对象存在多种状态，不同状态下的行为又有差异，状态之间会自动转换，客户端无需关心具体状态 ### 5.3 V.S 模板模式 - 注重选择结果，只有选择权（由用户自己选择已有算法） - 关心业务流程的固定（修改某部分的逻辑，但不影响流程执行）。侧重点不是选择，你没得选，你必须这么做。你可参与某部分内容的自定义 ### 5.4 V.S 命令模式 注重命令的个数，分类相当于菜单（内容如何定义）。没有UI以前的DOC界面。 ```bash 请选择以下功能： 1.开户 2.转账 3.挂失 4.退出 1： 1.信用卡 2.借记卡 ``` ### 5.5 V.S 多态 多态：Java语法（有些语言的语法是不支持多态的，它照样也要用来实现业务逻辑，也要使用设计模式） 策略：是一种经验的总结 ## 6 实战 ### 价格策略 ![](https://codeselect.oss-cn-shanghai.aliyuncs.com/image-20230901134751994.png) 促销策略接口 ```java package com.javaedge.design.pattern.behavioral.strategy; /** * 促销策略接口 * * @author JavaEdge * @date 2019/1/16 */ public interface PromotionStrategy { /** * 促销 */ void doPromotion(); } ``` 满减策略： ```java package com.javaedge.design.pattern.behavioral.strategy; /** * 满减策略 * * @author JavaEdge * @date 2019/1/16 */ public class FullOffPromotionStrategy implements PromotionStrategy { @Override public void doPromotion() { System.out.println("满减促销,满200减20元"); } } ``` 改造后的测试类： ```java PromotionActivity promotionActivity = null; String promotionKey = "LIJIAN"; if (StringUtils.equals(promotionKey, "LIJIAN")) { promotionActivity = new PromotionActivity(new MinusPromotionStrategy()); } else if (StringUtils.equals(promotionKey, "FANXIAN")) { promotionActivity = new PromotionActivity(new CashBackPromotionStrategy()); }//... promotionActivity.executePromotionStrategy(); ``` if/else 过多，采取策略+工厂模式结合 策略工厂： ```java package com.javaedge.design.pattern.behavioral.strategy; import java.util.HashMap; import java.util.Map; /** * 策略工厂 * * @author JavaEdge * @date 2019/1/16 */ public class PromotionStrategyFactory { private static Map PROMOTION_STRATEGY_MAP = new HashMap<>(); static{ PROMOTION_STRATEGY_MAP.put(PromotionKey.LIJIAN, new MinusPromotionStrategy()); PROMOTION_STRATEGY_MAP.put(PromotionKey.MANJIAN, new FullOffPromotionStrategy()); PROMOTION_STRATEGY_MAP.put(PromotionKey.FANXIAN, new CashBackPromotionStrategy()); } private static final PromotionStrategy NON_PROMOTION = new EmptyPromotionStrategy(); /** * 不希望外部调用 */ private PromotionStrategyFactory() {} public static PromotionStrategy getPromotionStrategy(String promotionKey) { PromotionStrategy promotionStrategy = PROMOTION_STRATEGY_MAP.get(promotionKey); return promotionStrategy == null ? NON_PROMOTION : promotionStrategy; } /** * 填充 map 中的 key */ private interface PromotionKey { String LIJIAN = "LIJIAN"; String FANXIAN = "FANXIAN"; String MANJIAN = "MANJIAN"; } } ``` 最新测试类： ```java String promotionKey = "LIJIAN"; PromotionActivity promotionActivity = new PromotionActivity( PromotionStrategyFactory.getPromotionStrategy(promotionKey)); promotionActivity.executePromotionStrategy(); ``` ### 支付方式策略 支付时，可根据实际选择不同支付方式（微信支付、支付宝、银行卡支付等），这些支付方式即是不同策略。通常看到如下实现： ```java Order order = 订单信息 if (payType == 微信支付) { ... } else if (payType == 支付宝) { 支付宝支付流程 } else if (payType == 银行卡) { 银行卡支付流程 } else { 暂不支持的支付方式 } ``` 虽写着简单，但违反面向对象2个基本原则： - 单一职责原则：一个类只有1个发生变化的原因。之后修改任何逻辑，当前方法都会被修改 - 开闭原则：对扩展开放，对修改关闭。当需要增加、减少某种支付方式(积分支付/组合支付)或增加优惠券等功能时，不可避免要修改代码 特别当 if-else 块中的代码量比较大时，后续的扩展和维护会变得非常复杂且容易出错。在阿里《Java开发手册》中，有这样的规则：超过3层的 if-else 的逻辑判断代码可以使用卫语句、策略模式、状态模式等来实现。 策略模式是解决过多 if-else（或者 switch-case） 代码块的方法之一，提高代码的可维护性、可扩展性和可读性。从策略的定义、创建和使用这三个方面以上述网购支付为示例来分别进行说明。 策略的定义 策略接口的定义，通常包含两个方法：获取策略类型的方法和处理策略业务逻辑的方法。 ```java // 第三方支付 public interface Payment { // 获取支付方式 PayTypeEnum getPayType(); /** * 支付调用 * * @param order 订单信息 * @return 响应，支付结果 */ PayResult pay(Order order); } ``` 策略接口的实现，每种支付类都实现了上述接口（基于接口而非实现编程），这样我们可以灵活的替换不同的支付方式。 每种支付方式的实现： ```java @Component public class WxPayment implements Payment { @Override public PayTypeEnum getPayType() { return PayTypeEnum.WX; } @Override public PayResult pay(Order order) { // 调用微信支付 if (成功) { return PayResult.SUCCESS; } else { return PayResult.FAIL; } } ``` ```java // 支付宝支付 @Component public class AlipayPayment implements Payment { @Override public PayTypeEnum getPayType() { return PayTypeEnum.ALIPAY; } @Override public PayResult pay(Order order) { // 调用支付宝支付 if (成功) { return PayResult.SUCCESS; } else { return PayResult.FAIL; } } } ``` ```java // 银行卡支付 @Component public class BankCardPayment implements Payment { @Override public PayTypeEnum getPayType() { return PayTypeEnum.BANK_CARD; } @Override public PayResult pay(Order order) { // 调用银行卡支付 if (成功) { return PayResult.SUCCESS; } else { return PayResult.FAIL; } } } ``` ## 7 框架应用 ### 7.1 JDK的比较器 策略比较器： ```java * @param the type of objects that may be compared by this comparator * * @author Josh Bloch * @author Neal Gafter * @see Comparable * @see java.io.Serializable * @since 1.2 */ @FunctionalInterface public interface Comparator { boolean equals(Object obj); } ``` 具体策略： ![](https://my-img.javaedge.com.cn/javaedge-blog/2024/09/5164f272a4ffe415b36d676ebab13c84.png) 如Arrays类中的 sort 方法通过传入不同比较器实现达到不同排序策略： ```java public final class Arrays { public static void sort(T[] a, Comparator c) { if (c == null) { sort(a); } else { if (LegacyMergeSort.userRequested) legacyMergeSort(a, c); else TimSort.sort(a, 0, a.length, c, null, 0, 0); } } } ``` ### 7.2 JDK的TreeMap 类似于促销活动中有促销策略对象，在T reeMap 中也有比较器对象 ```java public class TreeMap extends AbstractMap implements NavigableMap, Cloneable, java.io.Serializable { /** * The comparator used to maintain order in this tree map, or * null if it uses the natural ordering of its keys. * * @serial */ @SuppressWarnings("serial") // Conditionally serializable private final Comparator comparator; ``` compare 方法进步加工： ![](https://codeselect.oss-cn-shanghai.aliyuncs.com/format%252Cpng-20240320122215980.png) ### 7.3 Spring的Resource 不同访问策略： ```java // 资源描述符的接口，该描述符从基础资源的实际类型（如文件或类路径资源）中抽象出来 // 若 InputStream 以物理形式存在，则可为每个资源打开它，但只能为某些资源返回 URL 或 File 句柄 public interface Resource extends InputStreamSource { ``` ![](https://codeselect.oss-cn-shanghai.aliyuncs.com/image-20240320131536330.png) ### 7.4 Spring bean初始化InstantiationStrategy 两种 bean 初始化策略： ![](https://codeselect.oss-cn-shanghai.aliyuncs.com/image-20240320121809393.png)