策略模式（Strategy Pattern）詳解

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一、策略模式簡介

策略模式（Strategy Pattern） 是一種 行為型設計模式（對象行為型模式），它定義了一系列算法，并將每一個算法封裝起來，使它們可以互相替換，獨立于使用它們的客戶端。

又稱為政策(Policy)模式。
每一個封裝算法的類稱之為策略(Strategy)類。
策略模式提供了一種可插入式(Pluggable)算法的實現方案。

你可以把它理解為：

“一個工具箱里有多個工具，你可以在不同場景下選擇不同的工具來完成任務。”

在策略模式中，這些“工具”就是各種具體的策略類，而“任務執行者”則是使用這些策略的對象。

（旅游出行方式）

實現某個目標的途徑不止一條，可根據實際情況選擇一條合適的途徑。

軟件開發：
多種算法，例如排序、查找、打折等
使用硬編碼(Hard Coding)實現將導致系統違背開閉原則，擴展性差，且維護困難
可以定義一些獨立的類來封裝不同的算法，每一個類封裝一種具體的算法 —> 策略類

public class Context
{……public void algorithm(String type)  {......if(type == "strategyA"){//算法A}else if(type == "strategyB"){//算法B}else if(type == "strategyC"){//算法C}......}……
} 

策略模式包含以下3個角色：
Context（環境類）
Strategy（抽象策略類）
ConcreteStrategy（具體策略類）

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二、解決的問題類型

策略模式主要用于解決以下問題：

• 同一行為具有多種實現方式：比如支付方式可以是支付寶、微信、銀行卡等。
• 避免大量的 if-else 或 switch-case 判斷邏輯：提高代碼可讀性和擴展性。
• 希望在運行時動態切換算法或行為：比如根據用戶等級選擇不同的折扣策略。

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三、使用場景

場景	示例
不同支付方式	支付寶、微信、銀聯等
折扣計算	普通會員、VIP會員、超級會員等不同折扣規則
物流配送	順豐、京東、德邦等不同物流策略
游戲角色技能	角色攻擊方式隨武器變化而變化

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四、核心結構

策略模式通常包含三個部分：

1. 策略接口（Strategy）：定義所有策略共有的行為。
2. 具體策略類（Concrete Strategies）：實現接口中的具體行為。
3. 上下文類（Context）：持有一個策略接口的引用，負責調用策略方法。

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五、實際代碼案例（Java）

我們以電商系統中的“支付方式”為例，演示策略模式的使用。

1. 定義策略接口

// 支付策略接口
public interface PaymentStrategy {void pay(int amount);
}

2. 實現具體策略類

// 微信支付策略
public class WeChatPay implements PaymentStrategy {@Overridepublic void pay(int amount) {System.out.println("WeChat Pay: $" + amount);}
}// 支付寶支付策略
public class AliPay implements PaymentStrategy {@Overridepublic void pay(int amount) {System.out.println("AliPay: $" + amount);}
}// 銀行卡支付策略
public class BankCardPay implements PaymentStrategy {@Overridepublic void pay(int amount) {System.out.println("Bank Card Pay: $" + amount);}
}

3. 創建上下文類

// 上下文類：支付環境
public class ShoppingCart {private PaymentStrategy paymentStrategy;// 設置策略public void setPaymentStrategy(PaymentStrategy paymentStrategy) {this.paymentStrategy = paymentStrategy;}// 使用策略進行支付public void checkout(int amount) {if (paymentStrategy == null) {throw new IllegalStateException("Please select a payment strategy.");}paymentStrategy.pay(amount);}
}

4. 客戶端測試類

public class Client {public static void main(String[] args) {ShoppingCart cart = new ShoppingCart();// 使用微信支付cart.setPaymentStrategy(new WeChatPay());cart.checkout(100);// 切換為支付寶支付cart.setPaymentStrategy(new AliPay());cart.checkout(200);// 切換為銀行卡支付cart.setPaymentStrategy(new BankCardPay());cart.checkout(300);}
}

輸出結果：

WeChat Pay: $100
AliPay: $200
Bank Card Pay: $300

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典型代碼(C++)

典型的抽象策略類代碼

abstract class AbstractStrategy
{public abstract void Algorithm(); //聲明抽象算法
}

典型的抽象策略類代碼

class ConcreteStrategyA : AbstractStrategy 
{
//算法的具體實現
public override void Algorithm() 
{//算法A
}
}

典型的環境類代碼

class Context
{private AbstractStrategy strategy; //維持一個對抽象策略類的引用public void SetStrategy(AbstractStrategy strategy) {this.strategy = strategy;}//調用策略類中的算法public void Algorithm() {strategy.Algorithm();}
}

典型的客戶端代碼片段

……
Context context = new Context();
AbstractStrategy strategy;
strategy = new ConcreteStrategyA(); //可在運行時指定類型，通過配置文件和反射機制實現
context.SetStrategy(strategy);
context.Algorithm();
……

其他案例

1. 某軟件公司為某電影院開發了一套影院售票系統，在該系統中需要為不同類型的用戶提供不同的電影票打折方式，具體打折方案如下：
   (1) 學生憑學生證可享受票價8折優惠。
   (2) 年齡在10周歲及以下的兒童可享受每張票減免10元的優惠（原始票價需大于等于20元）。
   (3) 影院VIP用戶除享受票價半價優惠外還可進行積分，積分累計到一定額度可換取電影院贈送的獎品。
   該系統在將來可能還要根據需要引入新的打折方式。現使用策略模式設計該影院售票系統的打折方案

2. 排序策略
   某系統提供了一個用于對數組數據進行操作的類，該類封裝了對數組的常見操作，如查找數組元素、對數組元素進行排序等。現以排序操作為例，使用策略模式設計該數組操作類，使得客戶端可以動態地更換排序算法，可以根據需要選擇冒泡排序或選擇排序或插入排序，也能夠靈活地增加新的排序算法。

3. 旅游出行策略
   旅游出行方式可以有多種，如可以乘坐飛機旅游，也可以乘火車旅游，如果有興趣自行車游也是一種極具樂趣的出行方式。不同的旅游出行方式有不同的實現過程，客戶根據自己的需要選擇一種合適的旅游方式。在本實例中我們用策略模式來模擬這一過程。

六、優缺點分析

優點	描述
? 解耦	將算法和使用它的對象分離，降低耦合度
? 易于擴展	新增策略只需新增類，符合開閉原則。提供了對開閉原則的完美支持，用戶可以在不修改原有系統的基礎上選擇算法或行為，也可以靈活地增加新的算法或行為
? 運行時可切換策略	提供更高的靈活性
? 減少冗長的條件判斷語句	替代 if-else 或 switch-case 結構
其他	提供了管理相關的算法族的辦法，提供了一種可以替換繼承關系的辦法，提供了一種算法的復用機制，不同的環境類可以方便地復用策略類

缺點	描述
? 增加類數量	每個策略對應一個類，可能導致類膨脹，將造成系統產生很多具體策略類
? 需要對外暴露策略類	客戶端需了解所有策略才能選擇使用哪個
? 不適合簡單分支邏輯	如果策略種類很少，使用策略模式反而增加了復雜度
其他	無法同時在客戶端使用多個策略類

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七、與其他模式對比（補充）

模式名稱	目標
模板方法模式	在父類定義算法骨架，子類實現具體步驟
責任鏈模式	請求在鏈上傳遞，每個節點決定是否處理請求
策略模式	多種算法/行為封裝成策略，運行時可切換

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八、最終小結

策略模式是一種非常實用的設計模式，適用于那些具有多種實現方式、需要靈活切換的業務邏輯。它通過將行為抽象為接口和實現類，使得程序更加清晰、易維護、易擴展。

在開發電商系統、支付模塊、權限控制、游戲邏輯等項目中，策略模式都能發揮重要作用。

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📌 一句話總結：

策略模式就像“萬能遙控器”，可以自由切換不同的功能模塊，讓程序更靈活、更具適應性。

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? 推薦使用方式：

• 對于固定的行為，但實現方式多樣的場景優先考慮策略模式；
• 可結合工廠模式統一創建策略實例，提升管理效率；
• 使用 Lambda 表達式簡化簡單策略的實現（如 Java 8+）；

部分內容由AI大模型生成，注意識別！