105、23种设计模式之策略模式（14/23） - 实践

一、定义

策略模式（Strategy Pattern）是一种行为型设计模式，它凭借定义一系列算法（策略），将每个算法封装成独立的类，并使它们行相互替换。该模式允许算法在运行时动态切换，而无需修改客户端代码。其核心思想是将算法的变化与使用算法的上下文解耦。

二、优缺点

1、优点

（1）避免多重条件判断：消除冗长的if-else或switch-case语句，提高代码可读性。
（2）符合开闭原则：扩展新算法时无需修改现有代码，只需新增策略类。
（3）算法复用与隔离：每个策略类独立实现特定算法，便于维护和测试。
（4）动态切换算法：运行时可根据需求灵活更换算法。

2、缺点

（1）策略类膨胀：策略过多时，类数量显著增加，管理成本上升。
（2）客户端需感知策略：客户端必须了解所有策略类，可能违反迪米特法则（最少知识原则）。
（3）参数一致性要求：所有策略接口需保持参数一致，否则需额外适配。

三、应用场景

1、同类功能的多算法切换

• 表单验证：邮箱、手机号、身份证等校验规则。
• 内容导出：CSV、Excel、PDF格式导出。
• 图表渲染：折线图、柱状图、饼图切换。

2、动态行为选择

• 折扣计算：满减、折扣券、积分抵扣策略。
• 权限校验：不同角色对应不同校验规则。

3、消除条件分支

• 支付方式：信用卡、PayPal、比特币等支付策略。
• 日志记录：文档、数据库、远程日志策略。

4、隐藏复杂算法

• 路径规划：步行、驾车、公交导航策略。
• 动画缓动：linear、ease-in、ease-out动画效果。

四、C# 示例代码

场景：实现不同出行方式的策略切换（开车、公交、自行车）。

using System;
// 1. 定义策略接口
public interface ITravelStrategy
{
void Travel();
}
// 2. 实现具体策略类
public class CarStrategy : ITravelStrategy
{
public void Travel()
{
Console.WriteLine("乘坐汽车出行");
}
}
public class BusStrategy : ITravelStrategy
{
public void Travel()
{
Console.WriteLine("乘坐公交出行");
}
}
public class BikeStrategy : ITravelStrategy
{
public void Travel()
{
Console.WriteLine("骑自行车出行");
}
}
// 3. 上下文类
public class TravelContext
{
private ITravelStrategy _strategy;
public TravelContext(ITravelStrategy strategy)
{
_strategy = strategy;
}
public void SetStrategy(ITravelStrategy strategy)
{
_strategy = strategy;
}
public void ExecuteTravel()
{
_strategy.Travel();
}
}
// 4. 客户端代码
class Program
{
static void Main()
{
// 初始策略：开车
TravelContext context = new TravelContext(new CarStrategy());
context.ExecuteTravel(); // 输出：乘坐汽车出行
// 切换策略：公交
context.SetStrategy(new BusStrategy());
context.ExecuteTravel(); // 输出：乘坐公交出行
// 切换策略：自行车
context.SetStrategy(new BikeStrategy());
context.ExecuteTravel(); // 输出：骑自行车出行
}
}

五、关键点总结

1、策略接口设计

• 定义统一的接口或抽象类，封装算法行为。
• 确保所有具体策略类实现相同接口。

2、上下文类职责

• 维护对策略对象的引用。
• 提供手段动态切换策略（如SetStrategy）。
• 委托策略对象执行具体行为（如ExecuteTravel）。

3、策略选择方式

• 显式指定：客户端直接传入具体策略类。
• 工厂模式：通过策略工厂类管理策略创建。
• 依赖注入：结合Spring等框架自动注入策略（如C#的IServiceProvider）。

4、无状态策略优化

• 将策略设计为无状态（纯函数），借助单例复用对象，减少内存开销。

5、命名规范

• 策略类命名应清晰表达功能（如MobileValidationStrategy而非Strategy1）。

6、适用性判断

• 适用场景：算法多样化且需动态切换。
• 不适用场景：算法固定且数量少（直接使用if-else更简单）。

六、扩展建议

组合优于继承：通过策略对象组合到上下文类，而非继承实现多态。
接口约束：利用TypeScript等强类型语言明确策略接口。
性能优化：频繁创建策略对象时，考虑对象池缓存。

策略模式通过解耦算法与上下文，显著提升了代码的灵活性和可维护性，尤其适合算法频繁变化的场景。正确识别行为变化点并独立封装，是应用策略模式的关键。