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策略模式_行为型_GOF23

news 2025/7/5 7:13:06

策略模式

策略模式（Strategy Pattern）是一种行为型设计模式，核心思想是将一组算法封装成独立对象，使它们可以相互替换，从而让算法的变化独立于使用它的客户端。这类似于游戏中的技能切换——玩家根据战况选择不同技能（火球术、冰箭术），而角色的攻击逻辑无需修改。

一、通俗理解

以商场促销为例：

传统方式：用 if-else 判断促销类型（满减、折扣、积分），导致代码臃肿且难以扩展新促销策略。
策略模式：
- 促销策略接口：定义统一的优惠计算接口（如 calculate()）。
- 具体策略类：满减策略、折扣策略等各自实现算法。
- 订单上下文：持有当前策略对象，调用时动态执行对应算法。
  当新增“双倍积分”促销时，只需添加新策略类，无需修改现有代码。

二、模式结构

抽象策略（Strategy）：定义算法的公共接口（如 execute()）。
具体策略（ConcreteStrategy）：实现具体算法（如加法、折扣）。
上下文（Context）：维护策略对象引用，提供切换和执行接口。

三、适用场景

动态算法切换：如支付方式（微信、支付宝）、排序算法（快排、归并）。
消除条件分支：替代大量 if-else 或 switch-case 语句。
算法复用与扩展：需要独立管理多种算法变体时。

四、优缺点分析

优点	缺点
1. 灵活扩展：新增策略无需修改上下文	1. 类数量膨胀：每个策略需独立类
2. 消除条件判断：代码更简洁易维护	2. 客户端需感知策略存在
3. 符合开闭原则：算法与使用解耦	3. 性能开销：频繁切换可能影响效率

五、代码实现

1. C++ 示例（计算器策略）

#include <iostream>  

// 抽象策略：运算接口  
class Strategy {  
public:  
    virtual int execute(int a, int b) = 0;  
    virtual ~Strategy() = default;  
};  

// 具体策略：加法  
class AddStrategy : public Strategy {  
public:  
    int execute(int a, int b) override {  
        return a + b;  
    }  
};  

// 上下文：计算器  
class Calculator {  
    Strategy* strategy;  
public:  
    void setStrategy(Strategy* s) { strategy = s; }  
    int calculate(int a, int b) {  
        return strategy->execute(a, b);  
    }  
};  

int main() {  
    Calculator calc;  
    calc.setStrategy(new AddStrategy());  
    std::cout << "10 + 5 = " << calc.calculate(10, 5) << std::endl;  // 输出15  
    // 切换策略示例：calc.setStrategy(new SubtractStrategy());  
    return 0;  
}

解析：

通过 setStrategy() 动态更换加减乘除算法。

2. Python 示例（促销策略）

from abc import ABC, abstractmethod  

class PromotionStrategy(ABC):  
    @abstractmethod  
    def calculate(self, price: float) -> float:  
        pass  

class FullReductionStrategy(PromotionStrategy):  # 满减策略  
    def calculate(self, price):  
        return price - 20 if price >= 100 else price  

class DiscountStrategy(PromotionStrategy):       # 折扣策略  
    def calculate(self, price):  
        return price * 0.8  

class Order:  
    def __init__(self, strategy: PromotionStrategy):  
        self.strategy = strategy  
    def checkout(self, price):  
        return self.strategy.calculate(price)  

# 客户端  
order = Order(FullReductionStrategy())  
print(f"满减后价格：{order.checkout(150)}")  # 输出130.0

特点：

Python支持鸭子类型，无需严格接口继承。

3. Java 示例（支付策略 + 工厂模式）

// 策略接口  
interface PaymentStrategy {  
    void pay(double amount);  
}  

// 具体策略：微信支付  
class WechatPay implements PaymentStrategy {  
    public void pay(double amount) {  
        System.out.printf("微信支付：%.2f元\n", amount);  
    }  
}  

// 策略工厂（管理实例）  
class PaymentFactory {  
    private static final Map<String, PaymentStrategy> strategies = new HashMap<>();  
    static {  
        strategies.put("wechat", new WechatPay());  
        strategies.put("alipay", new Alipay());  
    }  
    public static PaymentStrategy getStrategy(String key) {  
        return strategies.getOrDefault(key, new DefaultPay());  
    }  
}  

// 上下文  
class ShoppingCart {  
    private PaymentStrategy strategy;  
    public void setStrategy(String key) {  
        this.strategy = PaymentFactory.getStrategy(key);  
    }  
    public void checkout(double amount) {  
        strategy.pay(amount);  
    }  
}  

// 测试  
ShoppingCart cart = new ShoppingCart();  
cart.setStrategy("wechat");  
cart.checkout(99.9);  // 输出：微信支付：99.90元