策略模式

简介

策略模式（Strategy Pattern）是一种行为设计模式，它允许在运行时选择算法的行为。这种模式定义了一系列算法，将每个算法封装起来，并使它们可以相互替换。策略模式使得算法可以独立于其使用者而变化，使得使用者可以根据需要在运行时选择适当的算法。

以下是策略模式的一般结构和示例代码：

结构

Context（上下文）：维持一个对Strategy对象的引用，并且可以调用Strategy定义的算法。
Strategy（策略）：定义所有支持的算法的公共接口。
ConcreteStrategy（具体策略）：实现Strategy接口的具体算法。

案例

使用策略模式来处理购物车结账支付的情景。

using System;

// 策略接口
interface IPaymentStrategy
{
    void Pay(double amount);
}

// 具体策略1：信用卡支付
class CreditCardPayment : IPaymentStrategy
{
    private string cardNumber;
    private string expiryDate;
    private string cvv;

    public CreditCardPayment(string cardNumber, string expiryDate, string cvv)
    {
        this.cardNumber = cardNumber;
        this.expiryDate = expiryDate;
        this.cvv = cvv;
    }

    public void Pay(double amount)
    {
        Console.WriteLine($"{amount} paid with Credit Card");
    }
}

// 具体策略2：支付宝支付
class AlipayPayment : IPaymentStrategy
{
    private string email;
    private string password;

    public AlipayPayment(string email, string password)
    {
        this.email = email;
        this.password = password;
    }

    public void Pay(double amount)
    {
        Console.WriteLine($"{amount} paid with Alipay");
    }
}

// 上下文
class ShoppingCart
{
    private IPaymentStrategy paymentStrategy;

    public void SetPaymentStrategy(IPaymentStrategy paymentStrategy)
    {
        this.paymentStrategy = paymentStrategy;
    }

    public void Checkout(double amount)
    {
        paymentStrategy.Pay(amount);
    }
}

// 使用策略模式进行支付
class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        ShoppingCart cart = new ShoppingCart();

        // 选择支付宝支付
        cart.SetPaymentStrategy(new AlipayPayment("example@example.com", "password123"));
        cart.Checkout(100);

        // 选择信用卡支付
        cart.SetPaymentStrategy(new CreditCardPayment("1234567890123456", "12/24", "123"));
        cart.Checkout(200);
    }
}

在这个示例中，IPaymentStrategy是支付策略接口，CreditCardPayment和AlipayPayment是具体的支付策略类。ShoppingCart是上下文类，它具有一个IPaymentStrategy类型的成员变量。在Main方法中，我们可以看到具体的策略选择发生在设置支付策略时，并通过调用Checkout方法来实现结账操作。

其他案例

商业规则引擎：在许多企业应用程序中，存在大量的业务规则需要动态应用。通过使用策略模式，可以将不同的业务规则封装在不同的策略类中，并在运行时根据需要选择适当的策略。这样可以实现业务规则的动态管理和扩展。
排序算法：在.NET中，List<T> 提供了 Sort 方法用于对列表进行排序。这个方法接受一个实现了 IComparer<T> 接口的对象作为参数，该对象定义了排序的算法。可以根据需要选择不同的排序算法，例如冒泡排序、快速排序等，从而实现不同的排序策略。
数据压缩和解压缩：在处理文件或网络传输中，常常需要对数据进行压缩和解压缩。通过策略模式，可以将不同的压缩和解压缩算法封装在不同的策略类中，然后在运行时选择适当的策略。

优点

可替换性：策略模式允许在运行时动态选择算法，因此可以轻松地替换算法或策略，而无需修改上下文。
代码复用：策略模式通过将每个算法封装在单独的策略类中，可以促进代码的重用，因为同样的算法可以在不同的上下文中使用。
易于扩展：新的策略可以很容易地添加到系统中，而不会影响现有的代码。这种扩展性使得系统更容易适应变化和新需求。
单一职责原则：策略模式将不同的算法分离到独立的策略类中，符合单一职责原则，使得每个类都专注于一个特定的任务。
降低耦合度：上下文类与具体的策略类之间的耦合程度较低，因为它们之间通过接口进行交互，从而使得系统更加灵活和可维护。

缺点

类数量增加：使用策略模式会导致系统中策略类的数量增加，特别是当有大量的算法需要支持时，可能会导致类的膨胀。
客户端必须知道所有的策略：客户端必须知道所有可用的策略并选择合适的策略。这可能会增加客户端的复杂性，特别是当策略数量较多时。
上下文与策略的耦合度：尽管上下文与具体策略类之间的耦合程度较低，但上下文仍然必须知道所有可能的策略，并且必须能够选择正确的策略。这可能会导致一定程度的耦合。
运行时性能开销：在运行时动态选择策略可能会增加一些性能开销，尤其是在频繁切换策略时。

适用场景

需要在运行时动态选择算法：当程序需要根据不同的情况选择不同的算法或策略时，策略模式是一个很好的选择。例如，根据用户的偏好选择不同的排序算法，或根据环境条件选择不同的数据压缩算法。
存在多个相关的类，它们的行为仅在某些情况下有所不同：如果有一组相关的类，它们的行为在某些情况下有所不同，但是可以抽象出共同的接口，那么策略模式是一个很好的解决方案。通过将不同的行为封装在策略类中，可以减少重复代码，提高代码的可维护性和可复用性。
需要动态切换行为：当需要在运行时动态切换对象的行为时，策略模式是一种很好的实现方式。例如，在游戏中根据不同的游戏关卡选择不同的敌人AI行为。
不希望暴露复杂的条件逻辑：如果存在复杂的条件逻辑，但不希望将其暴露给客户端，那么可以使用策略模式来封装这些逻辑。通过将不同的条件逻辑封装在不同的策略类中，可以使客户端代码保持简洁和易于理解。
需要避免使用大量的条件语句：当存在大量的条件语句，并且这些条件语句随着需求的变化而频繁改变时，可以考虑使用策略模式来避免条件语句的过度复杂化。策略模式将每个条件分支封装在单独的策略类中，使得代码更加清晰和易于维护。

posted @ 2024-02-29 14:33 咸鱼翻身？阅读(5) 评论(0) 编辑收藏举报

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