Java设计模式之行为型模式（策略模式）介绍与说明

一、策略模式简介

策略模式（Strategy Pattern）是一种行为型设计模式，它定义了一系列算法，并将每个算法封装起来，使它们可以相互替换，且算法的变化不会影响使用算法的客户。策略模式让算法独立于使用它的客户而变化，属于对象行为型模式。其核心思想是将算法的定义与使用分离，通过接口或抽象类来定义算法族，具体算法实现由具体策略类完成，客户端可以根据需要选择合适的策略。

二、策略模式的结构

1. 抽象策略（Strategy）角色：这是一个抽象类或接口，定义了算法的公共接口，声明了算法的方法，所有具体策略类都需实现该接口或继承该抽象类。它为上下文角色提供一个统一的算法调用接口。
2. 具体策略（Concrete Strategy）角色：实现了抽象策略接口或继承了抽象策略类，包含具体的算法实现。可以有多个具体策略类，每个类实现不同的算法，它们之间可以相互替换。
3. 环境（Context）角色：持有一个对抽象策略角色的引用，负责与具体策略对象交互，它可以在运行时动态地更换策略对象，从而改变其行为。客户端通过环境角色来间接调用具体策略的算法方法。

三、策略模式的实现步骤

1. 定义抽象策略接口或抽象类，声明算法方法。
2. 创建具体策略类，实现抽象策略接口或继承抽象策略类，提供具体的算法实现。
3. 构建环境类，包含一个抽象策略类型的成员变量，提供设置策略的方法，并通过该成员变量调用策略的算法方法。
4. 客户端根据需要创建具体策略对象，并将其设置到环境对象中，然后调用环境对象的方法来执行相应的算法。

四、策略模式的优缺点

优点：

1. 算法的可扩展性强：可以方便地增加新的策略，符合开闭原则。新的策略只需实现抽象策略接口或继承抽象策略类，无需修改现有代码。
2. 避免使用多重条件判断：将算法封装在独立的策略类中，客户端通过选择不同的策略来执行不同的算法，避免了在代码中使用大量的条件判断语句，使代码更加简洁、清晰。
3. 提高代码的可维护性：每个策略类都专注于实现一种算法，职责单一，易于理解和维护。当算法需要修改或优化时，只需修改相应的策略类，不会影响其他代码。

缺点：

1. 增加了类的数量：每增加一个策略就需要增加一个具体策略类，当策略较多时，会导致系统中类的数量增加，增加系统的复杂性。
2. 客户端需要了解所有策略：客户端需要知道所有的策略类，以便根据需要选择合适的策略。这增加了客户端的负担，同时也可能暴露策略的实现细节。
3. 策略类之间可能相互依赖：在某些情况下，不同的策略之间可能存在依赖关系，这会增加系统的复杂性，并且可能导致策略之间的耦合度过高。

五、策略模式的应用场景

1. 当存在多个相关的算法或行为，并且希望在运行时动态地选择其中的一个时。例如，一个电商系统中，根据不同的促销活动，可能有多种计算商品价格的策略，如满减、折扣、赠品等，可以使用策略模式来封装这些计算价格的算法，在结算时根据当前的促销活动选择相应的策略。
2. 当算法需要频繁变化或需要被客户端动态切换时。比如，一个图像处理软件中，有多种图像滤镜算法，用户可以根据自己的需求选择不同的滤镜效果，这时可以使用策略模式来实现滤镜算法的切换。
3. 当不希望条件判断语句过多，希望通过将算法封装在独立的类中来实现算法的灵活切换时。在一些业务逻辑复杂的场景中，可能存在大量的条件判断来选择不同的算法或行为，使用策略模式可以将这些条件判断分散到各个策略类中，使代码更加简洁和易于维护。

六、策略模式的示例代码

以下是一个简单的Java示例，演示了策略模式的应用。假设有一个鸭子类，鸭子可以有不同的飞行行为，如正常飞行、不会飞行等，使用策略模式来实现鸭子的飞行行为。

// 抽象策略接口
interface FlyBehavior {
    void fly();
}

// 具体策略类：正常飞行
class FlyWithWings implements FlyBehavior {
    @Override
    public void fly() {
        System.out.println("使用翅膀飞行");
    }
}

// 具体策略类：不会飞行
class FlyNoWay implements FlyBehavior {
    @Override
    public void fly() {
        System.out.println("不会飞行");
    }
}

// 环境类：鸭子
class Duck {
    private FlyBehavior flyBehavior;

    public void setFlyBehavior(FlyBehavior flyBehavior) {
        this.flyBehavior = flyBehavior;
    }

    public void performFly() {
        if (flyBehavior!= null) {
            flyBehavior.fly();
        } else {
            System.out.println("没有设置飞行行为");
        }
    }
}

// 客户端代码
public class StrategyPatternExample {
    public static void main(String[] args) {
        Duck duck = new Duck();

        // 设置鸭子为正常飞行行为
        duck.setFlyBehavior(new FlyWithWings());
        duck.performFly();

        // 切换鸭子为不会飞行行为
        duck.setFlyBehavior(new FlyNoWay());
        duck.performFly();
    }
}

在上述示例中，FlyBehavior是抽象策略接口，FlyWithWings和FlyNoWay是具体策略类，实现了不同的飞行行为。Duck是环境类，持有一个FlyBehavior类型的成员变量，通过setFlyBehavior方法可以动态地设置鸭子的飞行行为，然后调用performFly方法来执行飞行行为。客户端可以根据需要创建不同的具体策略对象，并将其设置到鸭子对象中，从而实现鸭子飞行行为的动态切换。

总之，策略模式是一种非常实用的行为型设计模式，它可以使算法的定义与使用分离，提高代码的灵活性、可扩展性和可维护性。在实际开发中，当遇到需要动态选择算法或行为的场景时，可以考虑使用策略模式来解决问题。