Java常用设计模式-策略模式

策略模式是一个非常实用的设计模式，指定义了一类算法并将其封装起来，并使得它们之间可以灵活地切换，并且不影响客户端。

1，从一个例子开始

我们常常会在网上买东西，很多购物平台都会有着各种各样的优惠策略供你选择例如满减优惠、返现优惠等等。

假设现在要开发一个商城系统，并要开发优惠策略，需要实现不使用优惠、满减优惠和返现优惠三个策略。

这一步很简单，我们将优惠进行抽象，创建一个优惠接口Promotion如下：

package fun.swsk33site.strategy.promotion;

import fun.swsk33site.strategy.model.Order;

/**
 * 促销活动抽象接口
 */
public interface Promotion {

    /**
     * 执行促销策略
     *
     * @param order 传入订单进行相应折扣
     */
    void doPromotion(Order order);

}

然后创建该接口的实现类NoPromotion、FullDiscountPromotion和CashBackPromotion分别代表不使用优惠、满减优惠和返现优惠：

package fun.swsk33site.strategy.promotion.impl;

import fun.swsk33site.strategy.model.Order;
import fun.swsk33site.strategy.promotion.Promotion;

/**
 * 不使用优惠
 */
public class NoPromotion implements Promotion {

    @Override
    public void doPromotion(Order order) {
        System.out.println("不使用任何优惠");
    }

}

package fun.swsk33site.strategy.promotion.impl;

import fun.swsk33site.strategy.model.Order;
import fun.swsk33site.strategy.promotion.Promotion;

/**
 * 满减促销
 */
public class FullDiscountPromotion implements Promotion {

    @Override
    public void doPromotion(Order order) {
        // 满200减20
        if (order.getPrice() > 200) {
            order.setPrice(order.getPrice() - 20);
            System.out.println("使用了满200减20优惠");
        }
    }

}

package fun.swsk33site.strategy.promotion.impl;

import fun.swsk33site.strategy.model.Order;
import fun.swsk33site.strategy.promotion.Promotion;

/**
 * 返现促销
 */
public class CashBackPromotion implements Promotion {

    @Override
    public void doPromotion(Order order) {
        // 满200返现20
        if (order.getPrice() > 200) {
            // 返现20...
            System.out.println("使用了满200返现20到支付宝账户优惠");
        }
    }

}

最后创建客户端类执行支付逻辑：

Order order1 = new Order();
order1.setName("xxx");
order1.setPrice(123);
String strategy = "fulldiscount";
Promotion promotion = null;
if (strategy.equals("no")) {
    promotion = new NoPromotion();
} else if (strategy.equals("fulldiscount")) {
    promotion = new FullDiscountPromotion();
} else if (strategy.equals("cashback")) {
    promotion = new CashBackPromotion();
}
promotion.doPromotion(order1);

很显然这样写是完全不实用的，如果说促销活动越来越多，那么客户端的代码将会越来越复杂，越来越臃肿。

2，使用策略模式改造

我们可以单独创建一个类，这个类专门用于来根据传入参数选择不同的策略。

首先我们来创建一个枚举类型PromotionStrategy，用于作为选择优惠策略的参数：

package fun.swsk33site.strategy.promotion;

/**
 * 优惠策略枚举
 */
public enum PromotionStrategy {
    /**
     * 不使用优惠
     */
    NO,
    /**
     * 满减优惠
     */
    FULLDISCOUNT,
    /**
     * 返现优惠
     */
    CASHBACK
}

然后创建类PromotionContext，用于传入参数后选择相应的优惠策略，这个类就是我们策略模式的核心了：

package fun.swsk33site.strategy.promotion;

import fun.swsk33site.strategy.model.Order;
import fun.swsk33site.strategy.promotion.impl.CashBackPromotion;
import fun.swsk33site.strategy.promotion.impl.FullDiscountPromotion;
import fun.swsk33site.strategy.promotion.impl.NoPromotion;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

/**
 * 优惠策略选择上下文，用于选择优惠策略
 */
public class PromotionContext {

    // 用一个Map作为容器储存各个优惠策略的类，以枚举为参数取出
    private static Map<PromotionStrategy, Promotion> promotionMap = new HashMap<>();

    // 静态块用于初始化各个优惠策略实例
    static {
        promotionMap.put(PromotionStrategy.NO, new NoPromotion());
        promotionMap.put(PromotionStrategy.FULLDISCOUNT, new FullDiscountPromotion());
        promotionMap.put(PromotionStrategy.CASHBACK, new CashBackPromotion());
    }

    /**
     * 使用优惠
     *
     * @param order     传入要使用优惠的订单
     * @param strategy 传入优惠策略
     */
    public static void usePromotion(Order order, PromotionStrategy strategy) {
        Promotion getPromotion = promotionMap.get(strategy);
        getPromotion.doPromotion(order);
    }

}

可见，首先这个类中会把所有的优惠策略都实例化一遍并存入到一个Map中，每个优惠策略对应我们一个策略枚举值作为key，然后利用usePromotion方法，可以接受从客户端传来的优惠策略参数，然后选择相应的优惠策略。

可见，策略模式就是将选择策略的逻辑抽离到一个专门的类中，客户端就可以通过传参的形式更加灵活方便地选择策略。

我们来试一下子：

package fun.swsk33site.strategy;

import fun.swsk33site.strategy.model.Order;
import fun.swsk33site.strategy.promotion.Promotion;
import fun.swsk33site.strategy.promotion.PromotionContext;
import fun.swsk33site.strategy.promotion.PromotionStrategy;
import fun.swsk33site.strategy.promotion.impl.CashBackPromotion;
import fun.swsk33site.strategy.promotion.impl.FullDiscountPromotion;
import fun.swsk33site.strategy.promotion.impl.NoPromotion;

public class Client {

    /**
     * 客户端进行支付
     *
     * @param order     待支付账单
     * @param strategy 要使用的优惠策略
     */
    private static void doPayment(Order order, PromotionStrategy strategy) {
        System.out.println("账单：" + order.getName() + "准备支付");
        System.out.println("准备使用优惠");
        PromotionContext.usePromotion(order, strategy);
        System.out.println("支付完成：" + order.getPrice() + "元");
    }

    public static void main(String[] args) {
        // 模拟买东西
        Order order = new Order();
        order.setName("守望时空33购买的辛鹿咖啡豆：曼特宁拼配 深度烘焙1kg，意式极深炭烧 极深烘焙1kg，云南阿拉比卡庄园豆 深度烘焙454g");
        order.setPrice(202);
        // 进行支付，使用满减优惠策略
        doPayment(order, PromotionStrategy.FULLDISCOUNT);
    }

}

结果：

只需在进行支付的时候，调用策略选择类，利用枚举值传参，根据传参使用不同的优惠策略。

其实也可以不使用枚举传参，直接使用字符串或者常量等等方式都可以，不过枚举传参我认为可以降低错误的可能，实用一些。

3，总结

可见策略模式，在多策略的场景下是非常实用的。我们可以把策略模式的实现总结为以下几步：

1. 抽象出策略接口，并实现不同的策略类（所有的策略）
2. 编写出策略选择类，其中根据不同的传入参数，选择或者执行对应的策略
3. 客户端调用策略选择类，传入参数执行对应策略

可以发现，策略模式是如何省略了大量if-else语句呢？很明显其核心借助了哈希表这种数据结构，将每种情况放入哈希表，直接根据条件取出，时间复杂度也为O(1)，性能上也非常好。

策略模式增加了系统的可维护性，通常用在以下场景：

• 一个系统需要在一类算法中动态地选择其中一种
• 系统中有很多类，但是仅仅是行为不一样，需要根据情况使用其中的类

策略模式的优缺点也是很明显的：

• 优点：

  • 符合开闭原则（尽量去扩展系统的功能而非去改写）
  • 避免了大量的if...else if...或者switch语句

• 缺点：

  • 客户端需要知道所有的策略

最后附上整个示例的类图：

示例仓库地址