Java常用设计模式之策略模式

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1、什么是策略模式？

策略模式（Strategy Pattern）是一种行为型设计模式，它定义了一系列算法，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端。

2、策略模式的结构

策略模式包含三个核心角色：

1. 策略接口（Strategy）：定义所有支持的算法的公共接口
2. 具体策略类（ConcreteStrategy）：实现策略接口的具体算法
3. 上下文类（Context）：持有一个策略对象的引用，提供给客户端使用

策略模式结构

3、实际应用场景

假设我们正在开发一个电商系统，需要根据不同的支付方式（支付宝、微信、银行卡）处理支付操作。

传统if-else实现

public class PaymentService { public void pay(String paymentType, BigDecimal amount) { if ("ALIPAY".equals(paymentType)) { System.out.println("使用支付宝支付: " + amount); // 支付宝支付的具体逻辑 } else if ("WECHAT".equals(paymentType)) { System.out.println("使用微信支付: " + amount); // 微信支付的具体逻辑 } else if ("BANK_CARD".equals(paymentType)) { System.out.println("使用银行卡支付: " + amount); // 银行卡支付的具体逻辑 } else { throw new IllegalArgumentException("不支持的支付方式"); } } }

这种实现方式存在明显问题：

• 违反开闭原则，新增支付方式需要修改原有代码
• 代码臃肿，难以维护
• 条件判断逻辑复杂

实际开发中，这种是很常见的，不过我们还有更好的实现方式。

4、使用策略模式重构

4.1 定义策略接口

public interface PaymentStrategy { void pay(BigDecimal amount); }

4.2 实现具体策略类

// 支付宝支付策略 public class AlipayStrategy implements PaymentStrategy { @Override public void pay(BigDecimal amount) { System.out.println("使用支付宝支付: " + amount); // 具体的支付宝支付逻辑 } } // 微信支付策略 public class WechatPayStrategy implements PaymentStrategy { @Override public void pay(BigDecimal amount) { System.out.println("使用微信支付: " + amount); // 具体的微信支付逻辑 } } // 银行卡支付策略 public class BankCardStrategy implements PaymentStrategy { @Override public void pay(BigDecimal amount) { System.out.println("使用银行卡支付: " + amount); // 具体的银行卡支付逻辑 } }

4.3 创建上下文类

public class PaymentContext { private PaymentStrategy strategy; public PaymentContext(PaymentStrategy strategy) { this.strategy = strategy; } public void setStrategy(PaymentStrategy strategy) { this.strategy = strategy; } public void executePayment(BigDecimal amount) { strategy.pay(amount); } }

4.4 客户端使用

public class Client { public static void main(String[] args) { // 使用支付宝支付 PaymentContext context = new PaymentContext(new AlipayStrategy()); context.executePayment(100.0); // 切换到微信支付 context.setStrategy(new WechatPayStrategy()); context.executePayment(200.0); // 切换到银行卡支付 context.setStrategy(new BankCardStrategy()); context.executePayment(300.0); } }

4.5 结合工厂模式优化

为了减轻客户端了解具体策略的负担，可以结合工厂模式：

public class PaymentStrategyFactory { private static final Map<String, PaymentStrategy> strategies = new HashMap<>(); static { strategies.put("ALIPAY", new AlipayStrategy()); strategies.put("WECHAT", new WechatPayStrategy()); strategies.put("BANK_CARD", new BankCardStrategy()); } public static PaymentStrategy getStrategy(String type) { PaymentStrategy strategy = strategies.get(type); if (strategy == null) { throw new IllegalArgumentException("不支持的支付方式: " + type); } return strategy; } } // 客户端使用 public class Client { public static void main(String[] args) { PaymentStrategy strategy = PaymentStrategyFactory.getStrategy("ALIPAY"); PaymentContext context = new PaymentContext(strategy); context.executePayment(100.0); } }

5、策略模式的优缺点

优点：

1. 符合开闭原则：新增策略无需修改现有代码；
2. 避免多重条件判断：消除了大量的if-else或switch-case语句；
3. 提高代码复用性：算法可以复用在多个上下文中；
4. 易于扩展和维护：每个策略类单独维护，职责单一。

缺点：

1. 客户端必须了解所有策略：客户端需要知道有哪些策略以及它们的区别；
2. 策略类数量增多：每个策略都需要一个单独的类，可能需要创建多个策略对象。

6、Java中的策略模式应用

Java标准库中有许多策略模式的应用，例如：

1. Comparator接口：用于定义对象的比较策略；
2. ThreadPoolExecutor中的RejectedExecutionHandler：处理任务拒绝策略；
3. Java.security.Provider：提供加密算法策略；

Spring中的Bean实例化、AOP代理创建、缓存管理、事务管理等都用到了策略模式。

7、总结

策略模式通过将算法封装成独立的策略类，使得算法可以独立于客户端变化，提高了系统的灵活性和可扩展性。在实际开发中，策略模式常用于解决多重条件判断、算法选择等场景，是Java开发者必备的设计模式之一。

合理运用策略模式，可以使代码更加清晰、易于维护，并符合面向对象设计的原则。