策略模式

博主： peter
发布时间：2025 年 01 月 05 日
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分类：设计模式

> 动机：利用它来避免冗长的 if-else 或 switch 分支判断。不过，它的作用还不止如此。它也可以像模板模式那样，提供框架的扩展点等等 定义一系列算法，把它们一个个封装起来，并且使它们可互相替换（**变化**）。该模式使得算法可独立于使用它的客户程序（**稳定**）而变化（**扩展，子类化**）

# 一、什么是策略模式

我们知道，**工厂模式是解耦对象的创建和使用，观察者模式是解耦观察者和被观察者。策略模式跟两者类似，也能起到解耦的作用**，不过，\*\*它解耦的是策略的`定义、创建、使用`\*\*这三部分。

## 1、策略的定义

> 包含一个策略接口和一组实现这个接口的策略类

定义一族算法类，将每个算法分别封装起来，让它们可以互相替换。策略模式可以使算法的变化独立于使用它们的客户端（这里的客户端代指使用算法的代码）。

因为所有的策略类都实现相同的接口，所以，客户端代码基于接口而非实现编程，可以灵活地替换不同的策略。示例：

```cpp
class Strategy {
public:
  virtual void algorithmInterface();
}

class ConcreteStrategyA : public Strategy {
public:
    void  algorithmInterface() {
        //具体的算法...
    }
}

class ConcreteStrategyB : public Strategy {
public:
    virtual void  algorithmInterface() {
    //具体的算法...
    }
}
```

## 2、策略的创建

因为策略模式会包含一组策略，在使用它们的时候，一般会通过类型（type）来判断创建哪个策略来使用。为了封装创建逻辑，我们需要对客户端代码屏蔽创建细节。我们可以把根据 type 创建策略的逻辑抽离出来，放到工厂类中。

```cpp
class StrategyFactory {
private:
    static Map<String, Strategy> strategies;
public:
    static Strategy getStrategy(String type) {
    if (type == null || type.isEmpty()) {
        throw new IllegalArgumentException("type should not be empty.");
    }
    return strategies[type];
  }
}
StrategyFactory::strategies = {{"A", new ConcreteStrategyA()},{"B", new ConcreteStrategyB()}};
```

一般来讲，`如果策略类是无状态的`，不包含成员变量，只是纯粹的算法实现，这样的策略对象是可以被共享使用的，不需要在每次调用 getStrategy() 的时候，都创建一个新的策略对象。针对这种情况，我们可以使用上面这种工厂类的实现方式，事先创建好每个策略对象，缓存到工厂类中，用的时候直接返回。

`如果策略类是有状态的`，根据业务场景的需要，我们希望每次从工厂方法中，获得的都是新创建的策略对象，而不是缓存好可共享的策略对象，那我们就需要按照如下方式来实现策略工厂类。

```cpp
class StrategyFactory {
public:
    static Strategy getStrategy(String type) {
    if (type == null || type.isEmpty()) {
        throw new IllegalArgumentException("type should not be empty.");
    }

if (type.equals("A")) {
        return new ConcreteStrategyA();
    } else if (type.equals("B")) {
        return new ConcreteStrategyB();
    }

return null;
    }
}
```

## 3、策略的使用

> 策略模式包含一组可选策略，客户端代码一般如何确定使用哪个策略呢？**最常见的是运行时动态确定使用哪种策略，这也是策略模式最典型的应用场景。**

在程序运行期间，根据配置、用户输入、计算结果等这些不确定因素，动态决定使用哪种策略。

```cpp
// 策略接口：EvictionStrategy
// 策略类：LruEvictionStrategy、FifoEvictionStrategy、LfuEvictionStrategy...
// 策略工厂：EvictionStrategyFactory

public class UserCache {
  private Map<String, User> cacheData = new HashMap<>();
  private EvictionStrategy eviction;

public UserCache(EvictionStrategy eviction) {
    this.eviction = eviction;
  }

//...
}

// 运行时动态确定，根据配置文件的配置决定使用哪种策略
public class Application {
  public static void main(String[] args) throws Exception {
    EvictionStrategy evictionStrategy = null;
    Properties props = new Properties();
    props.load(new FileInputStream("./config.properties"));
    String type = props.getProperty("eviction_type");
    evictionStrategy = EvictionStrategyFactory.getEvictionStrategy(type);
    UserCache userCache = new UserCache(evictionStrategy);
    //...
  }
}

// 非运行时动态确定，在代码中指定使用哪种策略
public class Application {
  public static void main(String[] args) {
    //...
    EvictionStrategy evictionStrategy = new LruEvictionStrategy();
    UserCache userCache = new UserCache(evictionStrategy);
    //...
  }
}
```

运行时和非运行时的差别，取决于动态还是非动态的获取状态。第一种才是策略模式，第二种是面向对象编程和面向接口编程。

我们也可以看出，“非运行时动态确定”，也就是第二个 Application 中的使用方式，并不能发挥策略模式的优势。在这种应用场景下，策略模式实际上退化成了“面向对象的多态特性”或“基于接口而非实现编程原则”。

# 二、如何利用策略模式避免分支判断？

实际上，**能够移除分支判断逻辑的模式不仅仅有策略模式，后面我们要讲的状态模式也可以**。对于使用哪种模式，具体还要看应用场景来定。 策略模式适用于根据不同类型的动态，决定使用哪种策略这样一种应用场景。

应用场景1：

```cpp
public class OrderService {
  public double discount(Order order) {
    double discount = 0.0;
    OrderType type = order.getType();
    if (type.equals(OrderType.NORMAL)) { // 普通订单
      //...省略折扣计算算法代码
    } else if (type.equals(OrderType.GROUPON)) { // 团购订单
      //...省略折扣计算算法代码
    } else if (type.equals(OrderType.PROMOTION)) { // 促销订单
      //...省略折扣计算算法代码
    }
    return discount;
  }
}
```

我们使用策略模式对上面的代码重构，将不同类型订单的打折策略设计成策略类，并由工厂类来负责创建策略对象。

按照三步来实现，具体的代码如下所示：

```cpp

// step1 策略的定义
class orderTypeStrategy
{
    public:
        double calDiscount(Order order);
}

class NormalDiscountStrategy : orderTypeStrategy
{
    public:
        double calDiscount(Order order);// 将上面的//OrderService 注释中'...省略折扣计算算法代码'这部分代码移到这个函数中实现
}

class GrouponDiscountStrategy : orderTypeStrategy
{
    public:
        double calDiscount(Order order);
}

class PromotionDiscountStrategy : orderTypeStrategy
{
    public:
        double calDiscount(Order order);
}
// 省略NormalDiscountStrategy、GrouponDiscountStrategy、PromotionDiscountStrategy类代码...

//step2 策略的创建
class OrderTypeStrategyFactory
{
    public:
        orderTypeStrategy* getOrderTypeStrategy(OrderType type)//(Order order)
        {
            //OrderType type = order.getType();
            switch (type)// switch(order.getType())
            {
                case1: OrderType.NORMAL
                    return new NormalDiscountStrategy();
                case2: OrderType.GROUPON
                    return new GrouponDiscountStrategy();
                case3: OrderType.PROMOTION
                    return new PromotionDiscountStrategy();
                default:
                    return nullptr;
            }   
        }  
}

//step3 策略的使用
class OrderService {
  public: 
    double discount(Order order) 
    {
        OrderType type = order.getType();
        orderTypeStrategy* discountStrategy = OrderTypeStrategyFactory.getOrderTypeStrategy(type);
        return discountStrategy.calDiscount(order);
    }
}

```

最后修改：2025 年 07 月 02 日

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