Java设计模式：策略模式

策略模式（Strategy Pattern）是一种行为设计模式，它允许在运行时选择算法的行为。其核心思想是将算法的定义、封装和替换分离，使得算法可以独立于客户端变化。

核心概念

• 策略接口（Strategy Interface）：定义所有支持的算法的公共接口。
• 具体策略（Concrete Strategies）：实现策略接口的具体算法。
• 上下文（Context）：持有一个策略对象的引用，负责根据需要调用策略。

应用场景

• 当一个系统需要在多种算法中动态选择其一。
• 避免使用大量条件语句（如if-else或switch）。
• 算法的变体需要独立于使用它的客户端。

代码示例

以下是一个简单的计算器示例，演示策略模式的实现：

// 策略接口：定义计算行为
public interface CalculationStrategy {
    double calculate(double a, double b);
}

// 具体策略：加法
public class AdditionStrategy implements CalculationStrategy {
    @Override
    public double calculate(double a, double b) {
        return a + b;
    }
}

// 具体策略：减法
public class SubtractionStrategy implements CalculationStrategy {
    @Override
    public double calculate(double a, double b) {
        return a - b;
    }
}

// 具体策略：乘法
public class MultiplicationStrategy implements CalculationStrategy {
    @Override
    public double calculate(double a, double b) {
        return a * b;
    }
}

// 上下文：计算器
public class Calculator {
    private CalculationStrategy strategy;

    public Calculator(CalculationStrategy strategy) {
        this.strategy = strategy;
    }

    public void setStrategy(CalculationStrategy strategy) {
        this.strategy = strategy;
    }

    public double executeCalculation(double a, double b) {
        return strategy.calculate(a, b);
    }
}

// 客户端代码
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        // 使用加法策略
        Calculator calculator = new Calculator(new AdditionStrategy());
        System.out.println("10 + 5 = " + calculator.executeCalculation(10, 5));

        // 切换为乘法策略
        calculator.setStrategy(new MultiplicationStrategy());
        System.out.println("10 * 5 = " + calculator.executeCalculation(10, 5));
    }
}

策略模式的优势

1. 算法独立变化：新增策略无需修改上下文或客户端代码。
2. 避免条件语句：替代复杂的条件判断，提高代码可读性。
3. 开闭原则：支持扩展新策略，符合设计原则。

策略模式 vs 状态模式

• 策略模式：客户端主动切换策略，算法间无依赖。
• 状态模式：状态自动切换，状态间存在转换逻辑。

实际应用案例

• Java集合框架：Comparator接口是策略模式的典型应用。
• Spring框架：BeanFactory使用策略模式配置对象创建方式。
• 游戏开发：角色的攻击、防御行为可通过策略模式动态切换。

总结

策略模式通过封装算法族，提供了灵活的算法替换机制，使代码更具可维护性和可扩展性。使用时需注意策略类数量过多可能导致类膨胀问题，可结合工厂模式或枚举优化策略的创建。