【设计模式】C#实现策略模式

简介: 该模式定义了一系列算法,并将每个算法封装起来,使它们可以相互替换,且算法的变化不会影响使用算法的客户。策略模式属于对象行为模式,它通过对算法进行封装,把使用算法的责任和算法的实现分割开来,并委派给不同的对象对这些算法进行管理。

1、概述

背景

假如某个入驻美团的商家为了促销,设置多种会员优惠,包含超级会员7折、普通会员9折和普通用户没有折扣三种。用户在付款的时候,根据用户的会员等级,就可以知道用户符合哪种折扣策略,进而计算出实付金额。

定义

该模式定义了一系列算法,并将每个算法封装起来,使它们可以相互替换,且算法的变化不会影响使用算法的客户。策略模式属于对象行为模式,它通过对算法进行封装,把使用算法的责任和算法的实现分割开来,并委派给不同的对象对这些算法进行管理。

结构

策略模式的主要角色如下:

  • 抽象策略(Strategy)类:这是一个抽象角色,通常由一个接口或抽象类实现。此角色给出所有的具体策略类所需的接口。
  • 具体策略(Concrete Strategy)类:实现了抽象策略定义的接口,提供具体的算法实现或行为。
  • 环境(Context)类:持有一个策略类的引用,最终给客户端调用。

2、实现思路

某个入驻美团的商家为了促销,设置多种会员优惠,包含超级会员7折、普通会员9折和普通用户没有折扣三种。用户在付款的时候,根据用户的会员等级,就可以知道用户符合哪种折扣策略,进而计算出实付金额。

我们首先看看不使用策略模式的代码:

    public enum Grade
    {
        COMMON_USER,    //普通用户
        COMMON_MEMBER,  //普通会员
        SUPER_MEMBER    //超级会员

    }

    class RealAmount
    {
        public double calculator(double price, Grade grade)
        {
            double realAmount = 0.0;

            if (grade == Grade.COMMON_USER)
            {
                realAmount = price;
            }
            else if (grade == Grade.COMMON_MEMBER)
            {
                realAmount = price * 0.9;
            }
            else if (grade == Grade.SUPER_MEMBER)
            {
                realAmount = price * 0.7;
            }
            else
            {
                Console.WriteLine("不支持的会员等级");
            }

            return realAmount;
        }
    }

    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            #region 传统方式
            RealAmount realAmount = new RealAmount();
            Console.WriteLine($"普通会员支付{realAmount.calculator(100, Grade.COMMON_MEMBER)}");
            Console.WriteLine($"普通用户支付{realAmount.calculator(100, Grade.COMMON_USER)}");
            Console.WriteLine($"超级会员支付{realAmount.calculator(100, Grade.SUPER_MEMBER)}");
            #endregion
        }
    }

=======================================
普通会员支付90
普通用户支付100
超级会员支付70

这种写法:

  • 违反了单一职责原则:每种会员的计算方式都写在了RealAmount类中;
  • 违法了开闭原则:如果又新出了一个会员等级,那么就得修改calculator这个方法。

下面我们使用策略模式实现:

    /// <summary>
    /// 策略接口
    /// </summary>
    public interface IStrategy
    {
       public double calculator(double price);
    }
    
    /// <summary>
    /// 普通用户策略类
    /// </summary>
    public class CommonUserStrategy : IStrategy
    {
        public double calculator(double price)
        {
            return price;
        }
    }
    
    /// <summary>
    /// 普通会员策略类
    /// </summary>
    public class CommonMemberStrategy : IStrategy
    {
        public double calculator(double price)
        {
            return price * 0.9;
        }
    }
    
    /// <summary>
    /// 超级会员策略类
    /// </summary>
    public class SuperMemberStrategy : IStrategy
    {
        public double calculator(double price)
        {
            return price * 0.7;
        }
    }
    
    /// <summary>
    /// 销售员类
    /// </summary>
    public class SalesMan
    {
        private IStrategy _strategy;

        public SalesMan(IStrategy strategy)
        {
            this._strategy = strategy;
        }

        public double calculator(double price)
        {
            return this._strategy.calculator(price);
        }
    }
    
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {

            #region 策略模式
            SalesMan superMember = new SalesMan(new SuperMemberStrategy());
            SalesMan commonMember = new SalesMan(new CommonMemberStrategy());
            SalesMan commonUser = new SalesMan(new CommonUserStrategy());

            Console.WriteLine($"普通会员支付{commonUser.calculator(100)}");
            Console.WriteLine($"普通用户支付{commonMember.calculator(100)}");
            Console.WriteLine($"超级会员支付{superMember.calculator(100)}");
            #endregion
        }
    }
===============================
普通会员支付100
普通用户支付90
超级会员支付70

3、优缺点

优点
  • 体现了单一职责原则:每个策略类负责实现对应会员等级的计算方法。
  • 体遵循了开闭原则:使用了策略模式之后,如果又新出了一个会员等级,只需针对新增的等级实现一个策略类即可,不需要修改原有的代码。
  • 避免使用多重条件选择语句(if else),充分体现面向对象设计思想。
缺点
  • 客户端必须知道所有的策略类,并自行决定使用哪一个策略类。
  • 策略模式将造成产生很多策略类,可以通过使用享元模式在一定程度上减少对象的数量。

4、使用场景

  • 一个系统需要动态地在几种算法中选择一种时,可将每个算法封装到策略类中。
  • 一个类定义了多种行为,并且这些行为在这个类的操作中以多个条件语句的形式出现,可将每个条件分支移入它们各自的策略类中以代替这些条件语句。
  • 系统中各算法彼此完全独立,且要求对客户隐藏具体算法的实现细节时。
  • 系统要求使用算法的客户不应该知道其操作的数据时,可使用策略模式来隐藏与算法相关的数据结构。
  • 多个类只区别在表现行为不同,可以使用策略模式,在运行时动态选择具体要执行的行为。
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