策略模式詳解

策略模式（Strategy Pattern）定義了一組同類型的算法，在不一樣的類中封裝起來，每種算法能夠根據當前場景相互替換，從而使算法的變化獨立於使用它們的客戶端（即算法的調用者）。《GoF 設計模式》書中，它是這樣定義的：

Define a family of algorithms, encapsulate each one, and make them interchangeable. Strategy lets the algorithm vary independently from clients that use it.

例如：在網購中，我在支付的時候，能夠根據實際狀況來選擇不一樣的支付方式（微信支付、支付寶、銀行卡支付等等），這些支付方式便是不一樣的策略。咱們一般會看到以下的實現代碼：

Order order = 訂單信息
if (payType == 微信支付) {
    微信支付流程
} else if (payType == 支付寶) {
    支付寶支付流程
} else if (payType == 銀行卡) {
    銀行卡支付流程
} else {
    暫不支持的支付方式
}

如上代碼，雖然寫起來簡單，但違反了面向對象的 2 個基本原則：

• 單一職責原則：一個類只有1個發生變化的緣由

  以後修改任何邏輯，當前方法都會被修改

• 開閉原則：對擴展開放，對修改關閉

  當咱們須要增長、減小某種支付方式(積分支付/組合支付)，或者增長優惠券等功能時，不可避免的要修改該段代碼

特別是當 if-else 塊中的代碼量比較大時，後續的擴展和維護會變得很是複雜且容易出錯。在阿里《Java開發手冊》中，有這樣的規則：超過3層的 if-else 的邏輯判斷代碼能夠使用衛語句、策略模式、狀態模式等來實現。

策略模式是解決過多 if-else（或者 switch-case） 代碼塊的方法之一，提升代碼的可維護性、可擴展性和可讀性。下面我將從策略的定義、建立和使用這三個方面以上述網購支付爲示例來分別進行說明。

1. 策略的定義

策略接口的定義，一般包含兩個方法：獲取策略類型的方法和處理策略業務邏輯的方法。

/**
 * 第三方支付
 */
public interface Payment {

    /**
     * 獲取支付方式
     * 
     * @return 響應，支付方式
     */
    PayTypeEnum getPayType();

    /**
     * 支付調用
     * 
     * @param order 訂單信息
     * @return 響應，支付結果
     */
    PayResult pay(Order order);

}

策略接口的實現，每種支付類都實現了上述接口（基於接口而非實現編程），這樣咱們能夠靈活的替換不一樣的支付方式。下邊示例代碼展現了每種支付方式的實現：

/**
 * 微信支付
 */
@Component
public class WxPayment implements Payment {

    @Override
    public PayTypeEnum getPayType() {
        return PayTypeEnum.WX;
    }

    @Override
    public PayResult pay(Order order) {
        調用微信支付
        if (成功) {
            return PayResult.SUCCESS;
        } else {
            return PayResult.FAIL;
        }
    }

}

/**
 * 支付寶支付
 */
@Component
public class AlipayPayment implements Payment {

    @Override
    public PayTypeEnum getPayType() {
        return PayTypeEnum.ALIPAY;
    }

    @Override
    public PayResult pay(Order order) {
        調用支付寶支付
        if (成功) {
            return PayResult.SUCCESS;
        } else {
            return PayResult.FAIL;
        }
    }

}

/**
 * 銀行卡支付
 */
@Component
public class BankCardPayment implements Payment {

    @Override
    public PayTypeEnum getPayType() {
        return PayTypeEnum.BANK_CARD;
    }

    @Override
    public PayResult pay(Order order) {
        調用銀行卡支付
        if (成功) {
            return PayResult.SUCCESS;
        } else {
            return PayResult.FAIL;
        }
    }

}

2. 策略的建立

策略模式包含一組同類的策略，在使用時咱們一般經過類型來判斷建立哪一種策略來進行使用。咱們能夠使用工廠模式來建立策略，以屏蔽策略的建立細節。以下代碼所示：

public class PaymentFactory {
    private static final Map<PayTypeEnum, Payment> payStrategies = new HashMap<>();

    static {
        payStrategies.put(PayTypeEnum.WX, new WxPayment());
        payStrategies.put(PayTypeEnum.ALIPAY, new AlipayPayment());
        payStrategies.put(PayTypeEnum.BANK_CARD, new BankCardPayment());
    }

    public static Payment getPayment(PayTypeEnum payType) {
        if (payType == null) {
            throw new IllegalArgumentException("pay type is empty.");
        }
        if (!payStrategies.containsKey(payType)) {
            throw new IllegalArgumentException("pay type not supported.");
        }
        return payStrategies.get(payType);
    }

}

或者使用 Spring 建立：

@Component
public class PaymentFactory implements InitializingBean, ApplicationContextAware {
    private static final Map<PayTypeEnum, Payment> payStrategies = new HashMap<>();

    private ApplicationContext appContext;

    public static Payment getPayment(PayTypeEnum payType) {
        if (payType == null) {
            throw new IllegalArgumentException("pay type is empty.");
        }
        if (!payStrategies.containsKey(payType)) {
            throw new IllegalArgumentException("pay type not supported.");
        }
        return payStrategies.get(payType);
    }

    @Override
    public void setApplicationContext(@NonNull ApplicationContext applicationContext) {
        appContext = applicationContext;
    }

    @Override
    public void afterPropertiesSet() {
        // 將 Spring 容器中全部的 Payment 接口實現類註冊到 payStrategies
        appContext.getBeansOfType(Payment.class)
                  .values()
                  .forEach(payment -> payStrategies.put(payment.getPayType(), payment));
    }
}

注意：以上兩種建立方式，都是無狀態的，即不包含成員變量，它們能夠被共享使用。若是策略類是有狀態的，須要根據業務場景每次建立新的策略對象，那麼咱們能夠在工廠方法中，每次生成新的策略對象，而不是使用已經提早緩存好的策略對象。以下代碼所示：

public class PaymentFactory {
    public static Payment getPayment(PayTypeEnum payType) {
        if (payType == null) {
            throw new IllegalArgumentException("pay type is empty.");
        }
        if (payType == PayTypeEnum.WX) {
            return new WxPayment();
        }
        if (payType == PayTypeEnum.ALIPAY) {
            return new AlipayPayment();
        }
        if (payType == PayTypeEnum.BANK_CARD) {
            return new BankCardPayment();
        }
        throw new IllegalArgumentException("pay type not supported.");
    }

}

3. 策略的使用

一般咱們事先並不知道會使用哪一個策略，在程序運行時根據配置、用戶輸入、計算結果等來決定到底使用哪一種策略。例如，前邊支付方式的例子，咱們會根據用戶的選擇來決定使用哪一種支付方式。使用策略模式的代碼實現以下：

Order order = 訂單信息
PayResult payResult = PaymentFactory.getPayment(payType).pay(order);
if (payResult == PayResult.SUCCESS) {
    System.out.println("支付成功");
} else if (payType == 支付寶) {
    System.out.println("支付失敗");
}

綜上代碼中，接口類只負責業務策略的定義，每一個策略的具體實現單獨放在實現類中，工廠類 Factory 只負責獲取具體實現類，而具體調用代碼則負責業務邏輯的編排。這些實現用到了面向接口而非實現編程，知足了職責單1、開閉原則，從而達到了功能上的高內聚低耦合、提升了可維護性、擴展性以及代碼的可讀性。

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