理解Java中的策略設計模式

問題

策略模式解決了定義一系列演算法、封裝每個演算法並使它們可以互換的需要。這種模式使演算法的變化獨立於使用它的客戶端。當您有多種方法來執行特定任務並希望在運行時選擇演算法時，它非常有用。

解決方案

策略模式涉及三個主要組成部分：

1. 上下文： 包含對策略物件的引用並使用它來執行演算法的物件。
2. 策略：所有支援的演算法通用的介面。上下文使用該介面來呼叫具體策略定義的演算法。
3. 具體策略：實作策略介面的類，提供具體的演算法。

上下文將演算法的執行委託給策略對象，這允許在運行時選擇演算法。

優點和缺點

優點

• 演算法封裝：每個演算法都封裝在自己的類別中，可以輕鬆地在它們之間切換以及在不改變上下文的情況下添加新演算法。
• 單一職責原則：上下文類別被簡化，因為它將演算法實作委託給策略類別。
• 開放/封閉原則：可以在不改變現有情境或策略類別的情況下引入新策略。

缺點

• 類別數量增加： 由於為每個演算法創建了新的策略類，該模式增加了程式碼庫中的類別數量。
• 切換策略的複雜性：如果管理不當，在運行時動態切換策略可能會帶來複雜性和潛在的錯誤。

實際應用範例

策略模式的一個實際範例是在支付處理系統中，其中不同的支付方式（例如信用卡、PayPal、銀行轉帳）被實現為不同的策略。客戶端可以在運行時選擇合適的支付策略。

Java 中的範例程式碼

代碼中的策略模式：

java
// Strategy Interface
public interface PaymentStrategy {
    void pay(int amount);
}

// Concrete Strategy 1
public class CreditCardPayment implements PaymentStrategy {
    private String cardNumber;

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

    @Override
    public void pay(int amount) {
        System.out.println(amount   " paid with credit card "   cardNumber);
    }
}

// Concrete Strategy 2
public class PayPalPayment implements PaymentStrategy {
    private String email;

    public PayPalPayment(String email) {
        this.email = email;
    }

    @Override
    public void pay(int amount) {
        System.out.println(amount   " paid using PayPal account "   email);
    }
}

// Context
public class ShoppingCart {
    private PaymentStrategy paymentStrategy;

    public void setPaymentStrategy(PaymentStrategy paymentStrategy) {
        this.paymentStrategy = paymentStrategy;
    }

    public void checkout(int amount) {
        paymentStrategy.pay(amount);
    }
}

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

        cart.setPaymentStrategy(new CreditCardPayment("1234-5678-9876-5432"));
        cart.checkout(100);

        cart.setPaymentStrategy(new PayPalPayment("[email protected]"));
        cart.checkout(200);
    }
}