Java设计模式 —— 【行为型模式】策略模式（Strategy Pattern） 详解

概述

策略模式是一种行为模式，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。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。

举个例子：我们去旅游选择出行模式有很多种，可以骑自行车、可以坐汽车、可以坐火车、可以坐飞机。

按照正常逻辑应该是if... else...选择不同的交通工具出行，而策略模式则是把不同的交通工具分装成具体的策略，使客户端自行选择所需的策略，实现解耦。

优缺点

1、优点：

• 由于策略类都实现同一个接口，所有策略类之间可以自由切换；
• 增加一个新的策略只需要添加一个具体的策略类即可，基本不需要改变原有的代码，符合“开闭原则“；
• 算法使用和实现隔离分离，提高算法的保密性和安全性；
• 避免使用多重条件选择语句if... else...，充分体现面向对象设计思想。

2、缺点：

• 客户端必须知道所有的策略类，并自行决定使用哪一个策略类；
• 策略模式将造成产生很多策略类，可以通过使用享元模式在一定程度上减少对象的数量。

适用场景

• 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;
• 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;
• 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;
• 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;
• 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。

模式结构

策略模式的主要角色如下：

• 抽象策略（Strategy）类： 这是一个抽象角色，通常由一个接口或抽象类实现。此角色给出所有的具体策略类所需的接口；
• 具体策略（Concrete Strategy）类： 实现了抽象策略定义的接口，提供具体的算法实现或行为；
• 环境（Context）类： 持有一个策略类的引用，最终给客户端调用。
  

案例实现

一家百货公司在某次促销活动。推出三种不同的促销活动，由促销员将促销活动展示给客户；此案例中三种不同的活动为具体策略，促销员担任环境角色。

UML类图如下：

活动接口【抽象策略类】：

public interface Activity {
    void activity();
}

三种不同的活动【具体策略类】：

public class ActivityA implements Activity {
    @Override
    public void activity() {
        System.out.println("买一送一");
    }
}

public class ActivityB implements Activity {
    @Override
    public void activity() {
        System.out.println("满200元减50元");
    }
}

public class ActivityC implements Activity {
    @Override
    public void activity() {
        System.out.println("满1000元加一元换购任意200元以下商品");
    }
}

促销员【环境角色】：

public class SaleMan {
    //持有抽象策略角色的引用
    private Activity activity;

    public SaleMan(Activity strategy) {
        this.activity = strategy;
    }
    //向客户展示促销活动
    public void show(){
        activity.activity();
    }
}

测试：

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        SaleMan context1 = new SaleMan(new ActivityA());
        context1.show();
        SaleMan context2 = new SaleMan(new ActivityB());
        context2.show();
        SaleMan context3 = new SaleMan(new ActivityC());
        context3.show();
    }
}

拓展优化（策略工厂）

在一个使用策略模式的系统中，当存在的策略很多时，客户端管理所有策略算法将变得很复杂，如果在环境类中使用策略工厂模式来管理这些策略类将大大减少客户端的工作复杂度。

UML类图：

工厂代码如下：

public class ActivityFactory {
    //存储所有策略
    private static final Map<String, Activity> activityMap = new HashMap<>();
    static {
        activityMap.put(StrategyLabel.A, new ActivityA());
        activityMap.put(StrategyLabel.B, new ActivityB());
        activityMap.put(StrategyLabel.C, new ActivityC());
    }

    private ActivityFactory() {}

    public static void show(String name){
        activityMap.get(name).activity();
    }

    public interface StrategyLabel{
        String A = "促销1";
        String B = "促销2";
        String C = "促销3";
    }
}

测试：

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        ActivityFactory.show(ActivityFactory.StrategyLabel.A);
        ActivityFactory.show(ActivityFactory.StrategyLabel.B);
        ActivityFactory.show(ActivityFactory.StrategyLabel.C);
    }
}