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设计模式-策略模式

Jensen Java Java, 设计模式

前言

在 Java 开发中，设计模式是常用的一种编码方式。合理使用设计模式，可以帮助开发人员更快地写出可靠、容易维护的代码。本期继续更新设计模式系列，总共 23 种设计模式会用一篇一篇文章来讲解，相关代码已经开源：Gitee点击跳转

在上一篇《Java设计模式（19）状态模式》介绍了订单在不同状态下如何切换处理逻辑。本文是这个系列的第二十篇，继续介绍行为型设计模式中的策略模式。

策略模式和状态模式在代码结构上有些相似，都通过接口隔离具体实现。不过它们解决的问题不一样。状态模式关心对象当前处于什么阶段，状态变化后，行为也跟着变化；策略模式关心的是同一件事有多种做法，调用方可以根据条件选择其中一种。

策略模式

策略模式是一种行为型设计模式。它把一组可以互相替换的算法或处理方式分别封装起来，对外提供统一接口。调用方只负责选择策略，不需要把每一种处理逻辑都写进自己的方法。

比如制定旅游计划，不同日期安排不同目的地。直接写的话，通常会先判断今天是星期几，再通过 if、else if 或 switch 执行对应计划。七天的逻辑都挤在一个方法里，短期看没什么问题，但后面增加节假日计划、临时计划或者其他规则时，这个方法会越来越长。

策略模式可以把星期一到星期天的计划拆成七个类。它们都实现相同的 TravelPlanStrategy 接口，调用方通过统一的 plan 方法执行计划。至于选择哪个实现，可以交给 Map、工厂类或者配置中心处理。

使用场景

  • 同一个业务动作有多种处理方式，并且运行时需要从中选择一种，例如支付方式、优惠计算、物流计费和排序算法。
  • 代码中存在较长的 if、else if 或 switch，每个分支内部都是一套相对独立的业务逻辑。
  • 算法经常新增或调整，但调用流程基本不变。
  • 希望调用方只依赖统一接口，不直接了解每种算法的实现细节。

代码实现

下面使用项目中的旅游计划示例。七天对应七种不同的旅游计划，程序把这些计划注册到 StrategyMap 中，再通过星期编号找到并执行对应策略。

先定义旅游计划接口。所有具体策略都实现 plan 方法，因此调用方拿到 TravelPlanStrategy 后，可以用同一种方式执行。

/**
 * 旅游计划接口
 * @author Jensen
 * @date 2024-01-19
 */
public interface TravelPlanStrategy {
    void plan();
}

接下来实现星期一到星期天的旅游计划。每个类只处理当天的安排，类之间没有相互依赖。

/**
 * 星期一的计划
 * @author Jensen
 * @date 2024-01-19
 */
public class Monday implements TravelPlanStrategy {
    @Override
    public void plan() {
        System.out.println("星期一：去北京");
    }
}

/**
 * 星期二的计划
 * @author Jensen
 * @date 2024-01-19
 */
public class Tuesday implements TravelPlanStrategy {
    @Override
    public void plan() {
        System.out.println("星期二：去上海");
    }
}

/**
 * 星期三的计划
 * @author Jensen
 * @date 2024-01-19
 */
public class Wednesday implements TravelPlanStrategy {
    @Override
    public void plan() {
        System.out.println("星期三：去重庆");
    }
}

/**
 * 星期四的计划
 * @author Jensen
 * @date 2024-01-19
 */
public class Thursday implements TravelPlanStrategy {
    @Override
    public void plan() {
        System.out.println("星期四：去成都");
    }
}

/**
 * 星期五的计划
 * @author Jensen
 * @date 2024-01-19
 */
public class Friday implements TravelPlanStrategy {
    @Override
    public void plan() {
        System.out.println("星期五：去广州");
    }
}

/**
 * 星期六的计划
 * @author Jensen
 * @date 2024-01-19
 */
public class Saturday implements TravelPlanStrategy {
    @Override
    public void plan() {
        System.out.println("星期六：去深圳");
    }
}

/**
 * 星期天的计划
 * @author Jensen
 * @date 2024-01-19
 */
public class Sunday implements TravelPlanStrategy {
    @Override
    public void plan() {
        System.out.println("星期天：回家");
    }
}

有了具体策略后，再通过 StrategyMap 统一注册。Map 的键是星期编号，值是对应的 TravelPlanStrategy 实现。

/**
 * 策略注册
 * @author Jensen
 * @date 2024-01-19
 */
public class StrategyMap {
    final Map<Integer, TravelPlanStrategy> StrategyMap = new HashMap<>();
    {
        StrategyMap.put(1, new Monday());
        StrategyMap.put(2, new Tuesday());
        StrategyMap.put(3, new Wednesday());
        StrategyMap.put(4, new Thursday());
        StrategyMap.put(5, new Friday());
        StrategyMap.put(6, new Saturday());
        StrategyMap.put(7, new Sunday());
    }
    public Map<Integer, TravelPlanStrategy> getStrategyMap() {
        return StrategyMap;
    }
}

解释

旅游计划接口（TravelPlanStrategy）：定义统一的 plan 方法。调用方不需要判断拿到的是 Monday 还是 Sunday，只要按照接口调用 plan 即可。

具体策略类（Monday 至 Sunday）：每个类封装一天的旅游计划。修改星期三的目的地时，只需要调整 Wednesday，不会影响其他日期。

策略注册类（StrategyMap）：负责保存星期编号与策略对象之间的对应关系。编号 1 对应 Monday，编号 7 对应 Sunday。调用方按编号查找策略，省去了七个条件分支。

这套实现的重点在于“选择”和“执行”分开。StrategyMap 负责找到应该使用的策略，具体策略负责执行旅游计划。后续如果增加新的计划，只要实现 TravelPlanStrategy，并把它注册到 Map 中，原有策略类不需要跟着修改。

测试

System.out.println("------------------------------策略模式-----------------------------");

StrategyMap strategyMap = new StrategyMap();
strategyMap.getStrategyMap().get(1).plan();
strategyMap.getStrategyMap().get(2).plan();
strategyMap.getStrategyMap().get(3).plan();
strategyMap.getStrategyMap().get(4).plan();
strategyMap.getStrategyMap().get(5).plan();
strategyMap.getStrategyMap().get(6).plan();
strategyMap.getStrategyMap().get(7).plan();

输出结果

------------------------------策略模式-----------------------------
星期一：去北京
星期二：去上海
星期三：去重庆
星期四：去成都
星期五：去广州
星期六：去深圳
星期天：回家

测试代码依次取出编号 1 到 7 对应的策略。虽然每次调用写的都是 plan 方法，实际执行的却是不同实现。调用方不需要在执行计划时再次判断星期，也不用直接创建七个具体策略对象。

策略模式和状态模式的区别

策略模式由调用方选择具体实现。例如用户在下单时主动选择微信支付或银行卡支付，系统根据选择执行对应策略。策略之间通常没有固定的先后关系，也不会在执行结束后自动切换到下一个策略。

状态模式则由对象当前状态决定行为。上一篇订单示例中的 NewOrder 会把订单切换到 ProcessingOrder，ProcessingOrder 又会切换到 CompleteOrder。状态之间存在流转关系，调用方只需要继续操作同一个订单。

简单来说，策略模式更像“这次准备用哪种办法”，状态模式更像“对象现在到了哪个阶段”。两种模式的类结构相似，但选择权和变化原因不同。

策略模式的优缺点

策略模式把不同算法拆到独立类中，修改某个策略时不容易影响其他策略。调用方依赖的是统一接口，增加策略也不必扩展原来的条件判断。

策略较多时，类的数量也会增加。调用方或策略注册类还得知道如何找到合适的策略，如果选择规则本身很复杂，这部分逻辑仍然需要单独维护。对于只有两种固定处理方式、以后也很少变化的业务，简单判断可能更容易读懂。

在 Spring 项目中，策略实现通常会交给容器管理，再按照名称、业务类型或枚举值组装成 Map。使用时直接根据业务参数取出对应 Bean，这和本文 StrategyMap 的思路差不多，只是对象的创建工作由 Spring 完成。

结语

策略模式把一组可以替换的处理方式封装成独立策略，并通过统一接口调用。本文的旅游计划示例中，TravelPlanStrategy 负责约定行为，七个日期类保存各自计划，StrategyMap 负责建立星期编号与策略之间的关系。

当业务里出现越来越长的条件分支，而且每个分支代表一套独立算法时，可以考虑使用策略模式。它不能让选择逻辑凭空消失，但能把选择策略和执行策略分开，后续增加或修改某种处理方式时，代码会更容易找到，也更容易测试。

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