Java工厂策略模式介绍

简介: “工厂策略模式”结合工厂与策略模式,通过工厂创建具体策略对象,实现算法选择与对象创建的解耦。适用于需动态切换策略的场景,如支付方式。提升扩展性与代码可维护性,避免冗长条件判断,符合开闭原则,增强系统灵活性。

实际上,“工厂策略模式”并不是一个标准的 GoF(Gang of Four)设计模式的官方名称。它通常指的是将工厂模式(Factory Pattern)和策略模式(Strategy Pattern)这两种设计模式结合使用,以解决需要根据条件动态选择并创建不同策略对象的场景。

这种组合模式非常实用,能够实现高度的解耦和灵活性。下面我们先分别介绍两种模式,再说明它们如何结合。

1. 策略模式 (Strategy Pattern)
核心思想:定义一系列算法或行为,将它们封装在独立的类中,并使它们可以互相替换。策略模式让算法的变化独立于使用它的客户端。

主要角色:

策略接口 (Strategy Interface):定义所有支持的算法的公共接口。
具体策略 (Concrete Strategy):实现策略接口的具体类,每个类封装一种算法。
上下文 (Context):持有一个策略接口的引用,用于调用策略对象的方法。上下文不知道具体使用的是哪个策略,只知道它符合接口。

// 1. 定义策略接口
public interface PaymentStrategy {
   
    void pay(double amount);
}

// 2. 实现具体策略
public class CreditCardPayment implements PaymentStrategy {
   
    private String cardNumber;
    private String cvv;

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

    @Override
    public void pay(double amount) {
   
        System.out.println("使用信用卡支付: " + amount + "元, 卡号: " + cardNumber);
    }
}

public class AlipayPayment implements PaymentStrategy {
   
    private String account;

    public AlipayPayment(String account) {
   
        this.account = account;
    }

    @Override
    public void pay(double amount) {
   
        System.out.println("使用支付宝支付: " + amount + "元, 账号: " + account);
    }
}

public class WechatPayment implements PaymentStrategy {
   
    private String openId;

    public WechatPayment(String openId) {
   
        this.openId = openId;
    }

    @Override
    public void pay(double amount) {
   
        System.out.println("使用微信支付: " + amount + "元, OpenId: " + openId);
    }
}

// 3. 上下文
public class ShoppingCart {
   
    private PaymentStrategy paymentStrategy;

    // 客户端注入策略
    public void setPaymentStrategy(PaymentStrategy paymentStrategy) {
   
        this.paymentStrategy = paymentStrategy;
    }

    public void checkout(double amount) {
   
        if (paymentStrategy == null) {
   
            throw new IllegalStateException("支付策略未设置!");
        }
        paymentStrategy.pay(amount);
    }
}

// 使用示例
public class Client {
   
    public static void main(String[] args) {
   
        ShoppingCart cart = new ShoppingCart();

        // 动态切换支付策略
        cart.setPaymentStrategy(new CreditCardPayment("1234-5678-9012-3456", "123"));
        cart.checkout(299.0);

        cart.setPaymentStrategy(new AlipayPayment("user@example.com"));
        cart.checkout(199.0);
    }
}

优点:

  • 算法可以自由切换。

  • 避免使用多重条件判断(if-else 或 switch)。

  • 扩展性好,增加新策略只需新增类。

2. 工厂模式 (Factory Pattern)
核心思想:定义一个创建对象的接口,但让子类决定实例化哪一个类。工厂模式将对象的实例化过程延迟到子类。

这里我们使用更简单的简单工厂模式 (Simple Factory) 或 工厂方法模式 (Factory Method) 来说明结合。

public class PaymentStrategyFactory {
   

    public enum PaymentType {
   
        CREDIT_CARD, ALIPAY, WECHAT
    }

    // 根据类型创建具体的策略对象
    public static PaymentStrategy createStrategy(PaymentType type, String... params) {
   
        switch (type) {
   
            case CREDIT_CARD:
                return new CreditCardPayment(params[0], params[1]);
            case ALIPAY:
                return new AlipayPayment(params[0]);
            case WECHAT:
                return new WechatPayment(params[0]);
            default:
                throw new IllegalArgumentException("不支持的支付类型: " + type);
        }
    }
}

3. 工厂 + 策略模式 (工厂策略模式)
现在,我们将两者结合。工厂负责创建具体的策略对象,策略模式负责执行算法。这样,客户端无需知道具体策略的实现类,只需通过工厂获取策略即可

public class Client {
   
    public static void main(String[] args) {
   
        ShoppingCart cart = new ShoppingCart();

        // 使用工厂创建策略,客户端无需知道具体类
        PaymentStrategy creditCard = PaymentStrategyFactory.createStrategy(
            PaymentStrategyFactory.PaymentType.CREDIT_CARD, 
            "1234-5678", "123"
        );
        cart.setPaymentStrategy(creditCard);
        cart.checkout(299.0);

        PaymentStrategy alipay = PaymentStrategyFactory.createStrategy(
            PaymentStrategyFactory.PaymentType.ALIPAY, 
            "user@example.com"
        );
        cart.setPaymentStrategy(alipay);
        cart.checkout(199.0);
    }
}

或者更进一步,让 ShoppingCart 直接接受类型,内部通过工厂创建:

public class ShoppingCart {
   
    private PaymentStrategy paymentStrategy;

    // 直接传入类型,由内部工厂创建
    public void setPaymentStrategy(PaymentStrategyFactory.PaymentType type, String... params) {
   
        this.paymentStrategy = PaymentStrategyFactory.createStrategy(type, params);
    }

    public void checkout(double amount) {
   
        if (paymentStrategy == null) {
   
            throw new IllegalStateException("支付策略未设置!");
        }
        paymentStrategy.pay(amount);
    }
}

4. 工厂策略模式的优点

  1. 高度解耦:客户端与具体策略实现完全解耦。

  2. 易于扩展:新增支付方式时,只需添加新的 ConcreteStrategy 类并修改工厂(如果使用简单工厂,违反开闭原则;可改用配置+反射或注册机制解决)。

  3. 避免复杂条件判断:将对象创建的逻辑集中到工厂中,避免在业务代码中出现大量 if-else。

  4. 符合开闭原则(如果设计得当):对扩展开放(添加新策略),对修改关闭(不修改现有代码)。

总结
“工厂策略模式”是工厂模式和策略模式的强强联合:

  • 策略模式解决“如何执行”的问题(执行哪种算法)。

  • 工厂模式解决“如何创建”的问题(创建哪个策略对象)。

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