介绍
策略设计模式是一种 行为设计模式 ，它允许您通过将对象封装到不同的策略中来动态更改对象的行为。此模式使对象能够在运行时从多个算法和行为中进行选择，而不是静态地选择一个。
它基于组合优于继承的原则。它定义了一系列算法，封装了每一个算法，并使它们在运行时可以互换。此模式背后的核心思想是将算法与主要对象分开，允许对象将算法的行为委托给其包含的策略之一。
简单来说，策略设计模式提供了一种将对象的行为提取到单独的类中的方法，这些类可以在运行时换入换出。这使对象更加灵活和可重用，因为可以轻松添加或修改不同的策略，而无需更改对象的核心代码。
使用策略设计模式的好处
使用策略设计模式可以提供多种好处，包括：
- 改进的代码灵活性：通过将一个对象的行为封装到不同的策略中，代码变得更加灵活，更容易修改。
- 更好的代码可重用性：由于策略是封装和可互换的，因此它们可以在不同的对象和项目中重用。
- 鼓励更好的编码实践：这种模式促进良好的编码实践，例如分离关注点和降低代码复杂性。
- 简化测试：通过将算法和行为与对象分离，测试变得更加直接。
策略设计模式的用例
策略设计模式可用于各种场景，例如：
- 排序算法：可以将不同的排序算法封装成单独的策略，传递给需要排序的对象。
- Validation rules : 不同的validation rules可以封装成单独的策略传递给需要validation的对象。
- 文本格式化：可以将不同的格式化策略封装成单独的策略，传递给需要格式化的对象。
- 数据库访问：可以将不同的数据库访问策略封装成单独的策略，传递给需要访问不同来源数据的对象。
- 支付策略：可以将不同的支付方式封装成单独的策略，传递给需要处理支付的对象。
了解策略设计模式
策略设计模式是面向对象编程领域中的一种强大模式。它提供了一种在运行时封装和交换对象行为的灵活方式，使代码更具适应性和更易于维护。在本节中，我们将深入探讨策略设计模式，讨论其定义、组件及其工作原理。
策略设计模式的组成部分
策略设计模式由三个主要组件组成：
- 上下文：将其行为委托给包含的策略之一的对象。上下文维护对策略对象的引用并通过公共接口与其交互。
- 策略接口：定义所有策略行为的接口。策略实现此接口以提供其独特的行为实现。
- 具体策略：实现策略接口的类。每个策略都封装了上下文可以在运行时切换到的特定行为。
策略设计模式是如何工作的
策略设计模式通过将对象的行为与对象本身分开来工作。行为被封装到不同的策略中，每个策略都有自己的行为实现。上下文维护对策略对象的引用并通过公共接口与其交互。在运行时，上下文可以将当前策略与另一个策略交换，有效地改变对象的行为。
策略设计模式的实际应用示例
策略设计模式的一个例子是在音乐流媒体服务中，不同的订阅层有不同的定价模型。每个订阅层都可以有不同的定价策略，封装其独特的定价逻辑。该服务的计费系统会将定价计算委托给当前订阅的策略，允许轻松修改和扩展定价逻辑。
另一个例子是支付策略。不同的支付方式可以封装成单独的策略，每个策略都有自己独特的处理逻辑。购物车应用程序可以使用策略设计模式将信用卡、贝宝和加密货币支付方法封装到可以在运行时交换的单独策略中。应用程序的支付处理系统会将支付处理逻辑委托给当前支付方式的策略，允许轻松修改和扩展支付处理逻辑。
实施策略设计模式
在本节中，我们将讨论如何实施策略设计模式。我们将从一个违反策略设计模式的代码示例开始，并解释其中的问题。然后，我们将重构代码来演示如何实现策略设计模式。
要在 Java 中实现策略设计模式，请按照下列步骤操作：
- 确定需要封装并可互换的算法或行为。
- 定义一个表示行为的接口，使用接受任何必需参数的单一方法签名。
- 实现具体类，这些类提供接口中定义的行为的特定实现。
- 定义一个上下文类，它保存对接口的引用并在需要时调用它的方法。
- 修改上下文类以允许在运行时动态交换具体实现。
代码示例
让我们考虑以下代码示例：
代码语言：javascript复制package withoutstrategy;
public class PaymentProcessor {
private PaymentType paymentType;
public void processPayment(double amount) {
if (paymentType == PaymentType.CREDIT_CARD) {
System.out.println("Processing credit card payment of amount " amount);
} else if (paymentType == PaymentType.DEBIT_CARD) {
System.out.println("Processing debit card payment of amount " amount);
} else if (paymentType == PaymentType.PAYPAL) {
System.out.println("Processing PayPal payment of amount " amount);
} else {
throw new IllegalArgumentException("Invalid payment type");
}
}
public void setPaymentType(PaymentType paymentType) {
this.paymentType = paymentType;
}
}
enum PaymentType {
CREDIT_CARD,
DEBIT_CARD,
PAYPAL
}在此代码中，该类PaymentProcessor有一个processPayment获取付款金额并处理付款的方法。付款类型是使用设置setPaymentType字段的方法设置的paymentType。然后该processPayment方法检查付款的价值paymentType并相应地处理付款。
这段代码的问题在于它违反了 开闭原则 ，该原则规定类应该对扩展开放但对修改关闭。在这段代码中，如果要添加新的支付类型，则必须修改方法processPayment，这违反了开放-封闭原则。
该类PaymentProcessor通过使用条件语句来确定付款类型，然后相应地进行处理，从而违反了策略模式。随着支付类型数量的增加，这种方法很快就会变得难以管理和不灵活。
要解决此问题，您可以使用策略设计模式。首先，您为所有支付策略定义一个通用接口，在本例中为接口PaymentStrategy：
package withstrategy;
public interface PaymentStrategy {
void processPayment(double amount);
}然后PaymentStrategy为每种支付类型定义接口的具体实现。例如，这里有CreditCardPaymentStrategy、DebitCardPaymentStrategy和PaypalPaymentStrategy类：
package withstrategy;
public class CreditCardPaymentStrategy implements PaymentStrategy {
public void processPayment(double amount) {
System.out.println("Processing credit card payment of amount " amount);
}
}package withstrategy;
public class DebitCardPaymentStrategy implements PaymentStrategy {
public void processPayment(double amount) {
System.out.println("Processing debit card payment of amount " amount);
}
}package withstrategy;
public class PaypalPaymentStrategy implements PaymentStrategy {
public void processPayment(double amount) {
System.out.println("Processing PayPal payment of amount " amount);
}
}最后，您更新PaymentProcessor类以在其构造函数中获取一个PaymentStrategy对象，该对象用于处理付款：
package withstrategy;
public class PaymentProcessor {
private PaymentStrategy paymentStrategy;
public PaymentProcessor(PaymentStrategy paymentStrategy) {
this.paymentStrategy = paymentStrategy;
}
public void processPayment(double amount) {
paymentStrategy.processPayment(amount);
}
}此实现遵循开闭原则和策略模式，因为您可以通过创建接口的新实现来添加新的支付类型，而PaymentStrategy无需修改现有代码。
使用策略设计模式的最佳实践
以下是实施策略设计模式时要牢记的一些最佳实践：
- 保持界面简单并专注于单一职责。
- 将任何有状态行为封装在具体策略类中，而不是上下文类中。
- 使用依赖注入将具体策略传递给上下文类，而不是直接在上下文类中创建它。
- 使用枚举或工厂类为创建和管理具体策略对象提供集中位置。
策略设计模式的实际应用
策略设计模式已广泛用于各种实际应用程序中。一个这样的例子是Java Collections Framework。集合框架提供了一组接口和类来表示对象的集合，例如列表、集合和映射。该框架允许根据集合的行为对集合应用不同的策略。
例如，集合框架包含一个sort()允许对集合进行排序的方法。该sort()方法将 Comparator 对象作为参数，该对象负责比较集合中的对象。Comparator 接口定义了比较两个对象的策略，该sort()方法使用该策略对集合进行排序。
此外，Collections Framework 还包括 Iterator 接口，它定义了访问集合元素的策略。Iterator 允许用户遍历集合而不暴露它的内部结构，它可以随时间改变。通过使用 Iterator 接口，用户可以在访问集合元素的不同策略之间切换。
总结
在本文章中，我们探讨了策略设计模式及其在 Java 中的实现。我们已经看到了如何使用策略模式将对象的行为与其实现分开，从而在代码中提供更大的灵活性和可维护性。
我们讨论了策略设计模式的组件，包括上下文、策略接口和具体策略。我们还提供了一个示例，说明如何使用该模式来实现支付系统，从而允许使用单个界面实现多个支付选项。
通过将对象的行为与其实现分离，策略模式为不断变化的需求提供了更大的灵活性和适应性。
