策略模式
策略模式（Strategy Pattern）是一種行為型設計模式，核心思想是將一組算法封裝成獨立對象，使它們可以相互替換，從而讓算法的變化獨立于使用它的客戶端。這類似于游戲中的技能切換——玩家根據戰況選擇不同技能（火球術、冰箭術），而角色的攻擊邏輯無需修改。
一、通俗理解
以商場促銷為例：
- 傳統方式：用
if-else判斷促銷類型（滿減、折扣、積分），導致代碼臃腫且難以擴展新促銷策略。 - 策略模式：
- 促銷策略接口：定義統一的優惠計算接口（如
calculate()）。 - 具體策略類：滿減策略、折扣策略等各自實現算法。
- 訂單上下文：持有當前策略對象，調用時動態執行對應算法。
當新增“雙倍積分”促銷時，只需添加新策略類，無需修改現有代碼。
- 促銷策略接口：定義統一的優惠計算接口（如
二、模式結構
- 抽象策略（Strategy）：定義算法的公共接口（如
execute()）。 - 具體策略（ConcreteStrategy）：實現具體算法（如加法、折扣）。
- 上下文（Context）：維護策略對象引用，提供切換和執行接口。
三、適用場景
- 動態算法切換：如支付方式（微信、支付寶）、排序算法（快排、歸并）。
- 消除條件分支：替代大量
if-else或switch-case語句。 - 算法復用與擴展：需要獨立管理多種算法變體時。
四、優缺點分析
| 優點 | 缺點 |
|---|---|
| 1. 靈活擴展：新增策略無需修改上下文 | 1. 類數量膨脹：每個策略需獨立類 |
| 2. 消除條件判斷：代碼更簡潔易維護 | 2. 客戶端需感知策略存在 |
| 3. 符合開閉原則：算法與使用解耦 | 3. 性能開銷：頻繁切換可能影響效率 |
五、代碼實現
1. C++ 示例（計算器策略）
#include <iostream> // 抽象策略：運算接口
class Strategy {
public: virtual int execute(int a, int b) = 0; virtual ~Strategy() = default;
}; // 具體策略：加法
class AddStrategy : public Strategy {
public: int execute(int a, int b) override { return a + b; }
}; // 上下文：計算器
class Calculator { Strategy* strategy;
public: void setStrategy(Strategy* s) { strategy = s; } int calculate(int a, int b) { return strategy->execute(a, b); }
}; int main() { Calculator calc; calc.setStrategy(new AddStrategy()); std::cout << "10 + 5 = " << calc.calculate(10, 5) << std::endl; // 輸出15 // 切換策略示例：calc.setStrategy(new SubtractStrategy()); return 0;
}
解析：
- 通過
setStrategy()動態更換加減乘除算法。
2. Python 示例（促銷策略）
from abc import ABC, abstractmethod class PromotionStrategy(ABC): @abstractmethod def calculate(self, price: float) -> float: pass class FullReductionStrategy(PromotionStrategy): # 滿減策略 def calculate(self, price): return price - 20 if price >= 100 else price class DiscountStrategy(PromotionStrategy): # 折扣策略 def calculate(self, price): return price * 0.8 class Order: def __init__(self, strategy: PromotionStrategy): self.strategy = strategy def checkout(self, price): return self.strategy.calculate(price) # 客戶端
order = Order(FullReductionStrategy())
print(f"滿減后價格：{order.checkout(150)}") # 輸出130.0
特點：
- Python支持鴨子類型，無需嚴格接口繼承。
3. Java 示例（支付策略 + 工廠模式）
// 策略接口
interface PaymentStrategy { void pay(double amount);
} // 具體策略：微信支付
class WechatPay implements PaymentStrategy { public void pay(double amount) { System.out.printf("微信支付：%.2f元\n", amount); }
} // 策略工廠（管理實例）
class PaymentFactory { private static final Map<String, PaymentStrategy> strategies = new HashMap<>(); static { strategies.put("wechat", new WechatPay()); strategies.put("alipay", new Alipay()); } public static PaymentStrategy getStrategy(String key) { return strategies.getOrDefault(key, new DefaultPay()); }
} // 上下文
class ShoppingCart { private PaymentStrategy strategy; public void setStrategy(String key) { this.strategy = PaymentFactory.getStrategy(key); } public void checkout(double amount) { strategy.pay(amount); }
} // 測試
ShoppingCart cart = new ShoppingCart();
cart.setStrategy("wechat");
cart.checkout(99.9); // 輸出：微信支付：99.90元
優化點：
- 工廠模式集中管理策略實例，避免重復創建。
六、總結與擴展
策略模式通過算法封裝和動態切換實現了高擴展性，特別適合以下場景：
- 電商促銷：不同優惠規則獨立管理。
- 游戲技能系統：角色動態切換攻擊策略。
- 數據解析：支持JSON、XML等多種格式解析器。
擴展技巧：
- 結合享元模式復用無狀態策略對象（如線程安全的計算策略）。
- 使用Lambda表達式（Java/Python）簡化小型策略類的定義。
- 參考資料
- 策略模式基礎結構與角色定義
- 三國錦囊案例與設計思想
- C++策略模式與對象生命周期管理
- Python策略模式與動態語言特性
- Java策略模式與線程安全實踐
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