策略模式

简要回答

• 策略模式(Strategy Pattern)是行为型设计模式，它定义了一系列算法，将每个算法都封装起来，使它们可以互相替换。策略模式让算法的变化独立于使用算法的客户，也就是说这些算法完成的功能类型和对外接口是一样的，只是不同的策略引起环境角色表现出不同的行为。
• 优点：使用策略模式可以替代使用if...else或者switch...case语句，降低代码编写的复杂度，提高代码的可维护性。
• 缺点：需要定义大量的策略类，且每个策略类都要提供给客户端，只适用于客户端知道所有策略类的情况。

详细回答

• 策略模式主要由上下文、策略接口和具体策略类组成。Context类是用来操作策略的上下文环境类，持有抽象策略的引用，通过多态传进来不同的具体策略来调用不同策略的方法；策略接口定义了算法的接口或抽象类，声明所有具体策略必须实现的方法；具体的策略类实现了这个接口，实现具体算法的封装；
• 实现策略模式的步骤：
  1. 定义一个策略接口，声明算法的抽象方法。
  2. 创建具体的策略类，实现策略接口并封装具体的算法。
  3. 创建环境类，包含对策略接口的引用以及一个用于设置具体对象的方法。
  4. 在客户端中创建环境类的对象，并调用其方法来执行具体的算法。

代码示例

1. 下面是一个简单的策略模式的示例，假设有一个商场销售系统，根据不同的促销策略计算最终价格：

// 策略接口
public interface PricingStrategy {
    double calculatePrice(double price);
}

// 具体策略类：无折扣
public class NoDiscountStrategy implements PricingStrategy {
    @Override
    public double calculatePrice(double price) {
        return price;
    }
}

// 具体策略类：打九折
public class DiscountStrategy implements PricingStrategy {
    @Override
    public double calculatePrice(double price) {
        return price * 0.9;
    }
}

// 具体策略类：满减
public class CashbackStrategy implements PricingStrategy {
    @Override
    public double calculatePrice(double price) {
        if (price >= 200) {
            return price - 50;
        } else {
            return price;
        }
    }
}

// 环境类
public class ShoppingCart {
    private PricingStrategy pricingStrategy;

    public void setPricingStrategy(PricingStrategy pricingStrategy) {
        this.pricingStrategy = pricingStrategy;
    }

    public double checkout(double totalPrice) {
        return pricingStrategy.calculatePrice(totalPrice);
    }
}

// 客户端代码
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        ShoppingCart cart = new ShoppingCart();

        // 选择无折扣策略
        cart.setPricingStrategy(new NoDiscountStrategy());
        double price1 = cart.checkout(100);
        System.out.println("Total Price: " + price1); // 输出：Total Price: 100.0

        // 选择打九折策略
        cart.setPricingStrategy(new DiscountStrategy());
        double price2 = cart.checkout(100);
        System.out.println("Total Price: " + price2); // 输出：Total Price: 90.0

        // 选择满减策略
        cart.setPricingStrategy(new CashbackStrategy());
        double price3 = cart.checkout(200);
        System.out.println("Total Price: " + price3); // 输出：Total Price: 150.0
    }
}

知识图解

1. 策略模式结构图

使用场景

1. 当需要动态切换算法时，可以使用策略模式。
2. 如果代码中有多个条件语句，存在复杂条件判断时，可以使用策略模式简化代码。
3. 使用策略模式可以避免与算法相关的数据结构暴露，只需使用抽象接口调用，无需知道实现细节。
4. 如果有许多相关的类仅仅是行为不同，那么可以使用策略模式。

知识扩展

1. 面试官可能追问：

• Q1：如何避免策略类过多的问题？
  • 解决策略模式策略类过多的问题，核心有三层优化思路，首先最常用的是结合简单工厂模式，把所有策略对象的创建逻辑统一封装到策略工厂中，由工厂根据业务标识匹配并返回对应策略对象，客户端只需传入标识即可使用，无需感知所有策略类；其次进阶优化是在工厂中用Map容器做策略缓存，把策略标识和策略实例做键值对映射，项目启动时初始化存入 Map，获取策略时直接 O(1) 查询，彻底去掉 if-else/switch 分支判断，同时满足开闭原则；最后从根源上避免类膨胀，是对策略做复用与参数化抽离，很多策略类只是参数不同、核心逻辑一致，比如不同满减规则、不同计费标准，这种场景无需新建类，只需把可变参数抽离出来，通过构造器或方法传入策略类，一个策略类即可适配多套规则，从根本上减少策略类的数量。