一、模式定义
策略模式属于行为型设计模式，通过定义算法族并将其封装为独立的策略类，使得算法可以动态切换且与使用它的客户端解耦。该模式通过组合替代继承，符合开闭原则（对扩展开放，对修改关闭）。
二、核心角色
Strategy（策略接口）
- 定义所有支持的算法的公共接口
ConcreteStrategy（具体策略）
- 实现策略接口的具体算法
Context（上下文）
- 持有策略引用，提供修改策略的方法
- 将客户端请求委托给当前策略
三、经典实现（电商促销场景）
// 1. 策略接口
public interface DiscountStrategy {
double applyDiscount(double originalPrice);
}
// 2. 具体策略实现
// 无折扣策略
public class NoDiscountStrategy implements DiscountStrategy {
@Override
public double applyDiscount(double originalPrice) {
return originalPrice;
}
}
// 满减策略
public class FullReductionStrategy implements DiscountStrategy {
private final double fullAmount;
private final double reduction;
public FullReductionStrategy(double fullAmount, double reduction) {
this.fullAmount = fullAmount;
this.reduction = reduction;
}
@Override
public double applyDiscount(double originalPrice) {
return originalPrice >= fullAmount ?
originalPrice - reduction : originalPrice;
}
}
// 百分比折扣策略
public class PercentageDiscountStrategy implements DiscountStrategy {
private final double percentage;
public PercentageDiscountStrategy(double percentage) {
this.percentage = percentage;
}
@Override
public double applyDiscount(double originalPrice) {
return originalPrice * (1 - percentage);
}
}
// 3. 上下文类
public class PricingContext {
private DiscountStrategy strategy;
public PricingContext(DiscountStrategy strategy) {
this.strategy = strategy;
}
public void setStrategy(DiscountStrategy strategy) {
this.strategy = strategy;
}
public double calculatePrice(double originalPrice) {
return strategy.applyDiscount(originalPrice);
}
}
// 4. 客户端使用
public class ECommerceApp {
public static void main(String[] args) {
// 初始策略：无折扣
PricingContext context = new PricingContext(new NoDiscountStrategy());
double price = 500.0;
System.out.println("原价: " + price);
System.out.println("默认策略价格: " + context.calculatePrice(price));
// 切换为满减策略（满400减100）
context.setStrategy(new FullReductionStrategy(400, 100));
System.out.println("满减策略价格: " + context.calculatePrice(price));
// 切换为百分比折扣（8折）
context.setStrategy(new PercentageDiscountStrategy(0.2));
System.out.println("百分比折扣价格: " + context.calculatePrice(price));
}
}
/* 输出：
原价: 500.0
默认策略价格: 500.0
满减策略价格: 400.0
百分比折扣价格: 400.0
*/
四、模式结构UML
_________________________
| Strategy |
|------------------------|
| + executeAlgorithm() |
|________________________|
▲
____________|_____________
| | |
______▼______ ____▼______ _____▼______
| Concrete | | Concrete | | Concrete |
| StrategyA | | StrategyB | | StrategyC |
|___________| |___________| |___________|
▲
|
_____▼_____
| Context |
|-----------|
| - strategy|
|___________|
五、模式优劣分析
优势：
- 避免使用多重条件判断语句
- 符合开闭原则，新增策略无需修改现有代码
- 算法可自由切换和组合
- 便于单元测试（每个策略可独立测试）
劣势：
- 客户端必须了解不同策略的区别
- 策略类数量可能膨胀（需配合工厂模式管理）
- 增加对象数量（每个策略都是独立对象）
六、应用场景
- 支付方式选择（支付宝、微信、银行卡等）
- 排序算法切换（快速排序、归并排序、冒泡排序）
- 文件解析策略（JSON、XML、CSV解析器）
- 导航策略（步行导航、驾车导航、公共交通）
- 压缩算法选择（ZIP、RAR、7z压缩策略）
七、Java标准库应用
- Comparator接口
// 策略模式在排序中的应用
List<Integer> numbers = Arrays.asList(3, 1, 4, 1, 5);
// 使用不同排序策略
Collections.sort(numbers, Comparator.naturalOrder()); // 升序策略
Collections.sort(numbers, Comparator.reverseOrder()); // 降序策略
- ThreadPoolExecutor拒绝策略
// 线程池拒绝策略实现
ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(
2, 4, 60, TimeUnit.SECONDS,
new LinkedBlockingQueue<>(10),
new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy() // 拒绝策略
);
八、与相似模式对比
| 模式 | 核心区别 |
|---|---|
| 工厂模式 | 关注对象创建，策略模式关注行为选择 |
| 命令模式 | 封装操作请求，策略模式封装算法实现 |
| 状态模式 | 状态转移自动发生，策略需要显式选择 |
九、高级应用技巧
- 策略工厂管理
public class DiscountStrategyFactory {
private static final Map<String, DiscountStrategy> strategies = new HashMap<>();
static {
strategies.put("NONE", new NoDiscountStrategy());
strategies.put("FULL_100", new FullReductionStrategy(400, 100));
strategies.put("20%OFF", new PercentageDiscountStrategy(0.2));
}
public static DiscountStrategy getStrategy(String strategyKey) {
return strategies.getOrDefault(strategyKey, new NoDiscountStrategy());
}
}
// 使用示例
DiscountStrategy strategy = DiscountStrategyFactory.getStrategy("20%OFF");
- 组合策略
// 策略组合器
public class CombinedDiscountStrategy implements DiscountStrategy {
private final List<DiscountStrategy> strategies;
public CombinedDiscountStrategy(DiscountStrategy... strategies) {
this.strategies = Arrays.asList(strategies);
}
@Override
public double applyDiscount(double originalPrice) {
double currentPrice = originalPrice;
for (DiscountStrategy strategy : strategies) {
currentPrice = strategy.applyDiscount(currentPrice);
}
return currentPrice;
}
}
// 使用示例
DiscountStrategy combined = new CombinedDiscountStrategy(
new FullReductionStrategy(300, 50),
new PercentageDiscountStrategy(0.1)
);
- Spring框架集成
// 通过@Qualifier注入不同策略
@Service
public class PaymentService {
private final PaymentStrategy strategy;
@Autowired
public PaymentService(@Qualifier("alipayStrategy") PaymentStrategy strategy) {
this.strategy = strategy;
}
}
// 策略接口
public interface PaymentStrategy {
void processPayment(BigDecimal amount);
}
// 具体策略实现
@Service("alipayStrategy")
public class AlipayStrategy implements PaymentStrategy { /*...*/ }
@Service("wechatPayStrategy")
public class WechatPayStrategy implements PaymentStrategy { /*...*/ }
十、最佳实践建议
- 策略单一职责
每个策略类只负责一个具体的算法实现 - 无状态策略
尽量设计无状态的策略对象，方便复用 - 策略文档化
为每个策略编写清晰的文档说明使用场景 - 性能优化
对高频使用的策略考虑对象池技术 - 防御式编程
在上下文类中进行参数校验：
public void setStrategy(DiscountStrategy strategy) {
if (strategy == null) {
throw new IllegalArgumentException("Strategy cannot be null");
}
this.strategy = strategy;
}
扩展示例：文件加密策略
// 策略接口
public interface EncryptionStrategy {
String encrypt(String content);
String decrypt(String encryptedContent);
}
// AES加密策略
public class AesEncryptionStrategy implements EncryptionStrategy {
// 实现AES加密算法...
}
// RSA加密策略
public class RsaEncryptionStrategy implements EncryptionStrategy {
// 实现RSA加密算法...
}
// 加密上下文
public class FileEncryptor {
private EncryptionStrategy strategy;
public FileEncryptor(EncryptionStrategy strategy) {
this.strategy = strategy;
}
public void encryptFile(String inputPath, String outputPath) {
String content = readFile(inputPath);
String encrypted = strategy.encrypt(content);
writeFile(outputPath, encrypted);
}
// 文件读写方法...
}
