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【设计模式】策略模式（政策(Policy)模式）

news 2025/7/16 8:16:47

策略模式（Strategy Pattern）详解

一、策略模式简介

策略模式（Strategy Pattern） 是一种 行为型设计模式（对象行为型模式），它定义了一系列算法，并将每一个算法封装起来，使它们可以互相替换，独立于使用它们的客户端。

又称为政策(Policy)模式。
每一个封装算法的类称之为策略(Strategy)类。
策略模式提供了一种可插入式(Pluggable)算法的实现方案。

你可以把它理解为：

“一个工具箱里有多个工具，你可以在不同场景下选择不同的工具来完成任务。”

在策略模式中，这些“工具”就是各种具体的策略类，而“任务执行者”则是使用这些策略的对象。

（旅游出行方式）
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实现某个目标的途径不止一条，可根据实际情况选择一条合适的途径。

软件开发：
多种算法，例如排序、查找、打折等
使用硬编码(Hard Coding)实现将导致系统违背开闭原则，扩展性差，且维护困难
可以定义一些独立的类来封装不同的算法，每一个类封装一种具体的算法 —> 策略类

public class Context
{……public void algorithm(String type)  {......if(type == "strategyA"){//算法A}else if(type == "strategyB"){//算法B}else if(type == "strategyC"){//算法C}......}……
}

策略模式包含以下3个角色：
Context（环境类）
Strategy（抽象策略类）
ConcreteStrategy（具体策略类）

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二、解决的问题类型

策略模式主要用于解决以下问题：

同一行为具有多种实现方式：比如支付方式可以是支付宝、微信、银行卡等。
避免大量的 if-else 或 switch-case 判断逻辑：提高代码可读性和扩展性。
希望在运行时动态切换算法或行为：比如根据用户等级选择不同的折扣策略。

三、使用场景

场景	示例
不同支付方式	支付宝、微信、银联等
折扣计算	普通会员、VIP会员、超级会员等不同折扣规则
物流配送	顺丰、京东、德邦等不同物流策略
游戏角色技能	角色攻击方式随武器变化而变化

四、核心结构

策略模式通常包含三个部分：

策略接口（Strategy）：定义所有策略共有的行为。
具体策略类（Concrete Strategies）：实现接口中的具体行为。
上下文类（Context）：持有一个策略接口的引用，负责调用策略方法。

五、实际代码案例（Java）

我们以电商系统中的“支付方式”为例，演示策略模式的使用。

1. 定义策略接口

// 支付策略接口
public interface PaymentStrategy {void pay(int amount);
}

2. 实现具体策略类

// 微信支付策略
public class WeChatPay implements PaymentStrategy {@Overridepublic void pay(int amount) {System.out.println("WeChat Pay: $" + amount);}
}// 支付宝支付策略
public class AliPay implements PaymentStrategy {@Overridepublic void pay(int amount) {System.out.println("AliPay: $" + amount);}
}// 银行卡支付策略
public class BankCardPay implements PaymentStrategy {@Overridepublic void pay(int amount) {System.out.println("Bank Card Pay: $" + amount);}
}

3. 创建上下文类

// 上下文类：支付环境
public class ShoppingCart {private PaymentStrategy paymentStrategy;// 设置策略public void setPaymentStrategy(PaymentStrategy paymentStrategy) {this.paymentStrategy = paymentStrategy;}// 使用策略进行支付public void checkout(int amount) {if (paymentStrategy == null) {throw new IllegalStateException("Please select a payment strategy.");}paymentStrategy.pay(amount);}
}

4. 客户端测试类

public class Client {public static void main(String[] args) {ShoppingCart cart = new ShoppingCart();// 使用微信支付cart.setPaymentStrategy(new WeChatPay());cart.checkout(100);// 切换为支付宝支付cart.setPaymentStrategy(new AliPay());cart.checkout(200);// 切换为银行卡支付cart.setPaymentStrategy(new BankCardPay());cart.checkout(300);}
}

输出结果：

WeChat Pay: $100
AliPay: $200
Bank Card Pay: $300

典型代码(C++)

典型的抽象策略类代码

abstract class AbstractStrategy
{public abstract void Algorithm(); //声明抽象算法
}

典型的抽象策略类代码

class ConcreteStrategyA : AbstractStrategy 
{
//算法的具体实现
public override void Algorithm() 
{//算法A
}
}

典型的环境类代码

class Context
{private AbstractStrategy strategy; //维持一个对抽象策略类的引用public void SetStrategy(AbstractStrategy strategy) {this.strategy = strategy;}//调用策略类中的算法public void Algorithm() {strategy.Algorithm();}
}

典型的客户端代码片段

……
Context context = new Context();
AbstractStrategy strategy;
strategy = new ConcreteStrategyA(); //可在运行时指定类型，通过配置文件和反射机制实现
context.SetStrategy(strategy);
context.Algorithm();
……

其他案例

某软件公司为某电影院开发了一套影院售票系统，在该系统中需要为不同类型的用户提供不同的电影票打折方式，具体打折方案如下：
(1) 学生凭学生证可享受票价8折优惠。
(2) 年龄在10周岁及以下的儿童可享受每张票减免10元的优惠（原始票价需大于等于20元）。
(3) 影院VIP用户除享受票价半价优惠外还可进行积分，积分累计到一定额度可换取电影院赠送的奖品。
该系统在将来可能还要根据需要引入新的打折方式。现使用策略模式设计该影院售票系统的打折方案

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排序策略
某系统提供了一个用于对数组数据进行操作的类，该类封装了对数组的常见操作，如查找数组元素、对数组元素进行排序等。现以排序操作为例，使用策略模式设计该数组操作类，使得客户端可以动态地更换排序算法，可以根据需要选择冒泡排序或选择排序或插入排序，也能够灵活地增加新的排序算法。

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旅游出行策略
旅游出行方式可以有多种，如可以乘坐飞机旅游，也可以乘火车旅游，如果有兴趣自行车游也是一种极具乐趣的出行方式。不同的旅游出行方式有不同的实现过程，客户根据自己的需要选择一种合适的旅游方式。在本实例中我们用策略模式来模拟这一过程。

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六、优缺点分析

优点	描述
✅ 解耦	将算法和使用它的对象分离，降低耦合度
✅ 易于扩展	新增策略只需新增类，符合开闭原则。提供了对开闭原则的完美支持，用户可以在不修改原有系统的基础上选择算法或行为，也可以灵活地增加新的算法或行为
✅ 运行时可切换策略	提供更高的灵活性
✅ 减少冗长的条件判断语句	替代 if-else 或 switch-case 结构
其他	提供了管理相关的算法族的办法，提供了一种可以替换继承关系的办法，提供了一种算法的复用机制，不同的环境类可以方便地复用策略类

缺点	描述
❌ 增加类数量	每个策略对应一个类，可能导致类膨胀，将造成系统产生很多具体策略类
❌ 需要对外暴露策略类	客户端需了解所有策略才能选择使用哪个
❌ 不适合简单分支逻辑	如果策略种类很少，使用策略模式反而增加了复杂度
其他	无法同时在客户端使用多个策略类

七、与其他模式对比（补充）

模式名称	目标
模板方法模式	在父类定义算法骨架，子类实现具体步骤
责任链模式	请求在链上传递，每个节点决定是否处理请求
策略模式	多种算法/行为封装成策略，运行时可切换