编辑“︁Java策略模式”︁

= Java策略模式 =

'''策略模式'''（Strategy Pattern）是行为型设计模式之一，它允许在运行时选择算法的行为。通过将算法封装成独立的类，策略模式使得算法可以独立于使用它的客户端变化。这种模式遵循'''开闭原则'''（Open/Closed Principle），即对扩展开放，对修改关闭。

== 介绍 ==
策略模式的核心思想是将一组算法（策略）封装到独立的类中，并使它们可以互相替换。客户端代码不直接依赖具体的算法实现，而是通过一个统一的接口调用不同的策略。这种方式提高了代码的灵活性，减少了条件语句的使用，并使得添加新策略变得简单。

策略模式通常包含以下三个角色：
* '''Context（上下文）'''：维护对策略对象的引用，并通过策略接口调用具体策略。
* '''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。

== 结构 ==
以下是策略模式的类图表示：

<mermaid>
classDiagram
    class Context {
        -strategy: Strategy
        +setStrategy(Strategy)
        +executeStrategy()
    }
    class Strategy {
        <<interface>>
        +execute()
    }
    class ConcreteStrategyA {
        +execute()
    }
    class ConcreteStrategyB {
        +execute()
    }
    Context --> Strategy
    Strategy <|-- ConcreteStrategyA
    Strategy <|-- ConcreteStrategyB
</mermaid>

== 代码示例 ==
以下是一个简单的Java示例，展示如何使用策略模式实现不同的支付方式：

<syntaxhighlight lang="java">
// 策略接口
interface PaymentStrategy {
    void pay(int amount);
}

// 具体策略：信用卡支付
class CreditCardPayment implements PaymentStrategy {
    private String cardNumber;
    private String name;

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

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

// 具体策略：PayPal支付
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 via PayPal (" + email + ")");
    }
}

// 上下文类
class ShoppingCart {
    private PaymentStrategy paymentStrategy;

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

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

// 客户端代码
public class StrategyPatternDemo {
    public static void main(String[] args) {
        ShoppingCart cart = new ShoppingCart();

        // 使用信用卡支付
        cart.setPaymentStrategy(new CreditCardPayment("1234-5678-9012-3456", "John Doe"));
        cart.checkout(100);

        // 使用PayPal支付
        cart.setPaymentStrategy(new PayPalPayment("john.doe@example.com"));
        cart.checkout(50);
    }
}
</syntaxhighlight>

'''输出：'''
<pre>
100 paid with credit card (1234-5678-9012-3456)
50 paid via PayPal (john.doe@example.com)
</pre>

== 实际应用场景 ==
策略模式在以下场景中特别有用：
1. '''支付系统'''：支持多种支付方式（信用卡、PayPal、加密货币等）。
2. '''排序算法'''：根据数据量大小选择不同的排序策略（快速排序、归并排序等）。
3. '''压缩工具'''：提供不同的压缩算法（ZIP、RAR、7z等）。
4. '''导航系统'''：根据用户偏好提供不同的路线规划策略（最快路线、最短路线、避开收费站等）。

== 优点 ==
* 符合开闭原则，易于扩展新策略。
* 避免使用多重条件判断语句。
* 算法可以自由切换。
* 提高代码的可维护性和可读性。

== 缺点 ==
* 客户端必须了解不同的策略。
* 会增加系统中类的数量。
* 策略对象可能会增加内存开销。

== 与其他模式的关系 ==
* 策略模式与'''状态模式'''相似，但策略模式中的策略变化由客户端控制，而状态模式中的状态转换由上下文或状态本身控制。
* 策略模式与'''模板方法模式'''都封装算法，但策略模式使用组合，而模板方法模式使用继承。

== 数学表示 ==
从数学角度看，策略模式可以表示为：
<math>
\text{Context} = (S, f) \quad \text{其中} \quad f: S \rightarrow \text{Algorithm}, \quad S = \{s_1, s_2, ..., s_n\}
</math>
其中<math>S</math>是策略集合，<math>f</math>是策略选择函数。

== 总结 ==
策略模式是一种强大的设计模式，特别适用于需要动态选择算法或行为的场景。通过将算法封装到独立的类中，它提高了代码的灵活性和可维护性。初学者可以从简单的支付系统示例开始理解策略模式，而高级用户可以利用它构建更复杂的系统架构。

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