Java 设计模式学习的策略模式应用

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Java设计模式精要：策略模式的实战应用与优势解析

为什么策略模式是Java开发者的必备技能

在软件开发中，我们经常遇到需要根据不同条件执行不同算法或业务逻辑的场景。策略模式（Strategy Pattern）正是为解决这类问题而生的设计模式，它让算法可以独立于使用它的客户端而变化。对于Java开发者而言，掌握策略模式不仅能提升代码质量，还能显著增强系统的可维护性和扩展性。

策略模式的核心思想是将算法封装成独立的策略类，使得它们可以相互替换。这种模式让算法的变化独立于使用算法的客户，完美遵循了"开闭原则"——对扩展开放，对修改关闭。

策略模式的基本结构

一个标准的策略模式通常包含三个关键角色：

策略接口（Strategy Interface）：定义所有支持的算法或行为的公共接口
具体策略类（Concrete Strategies）：实现策略接口的具体算法类
上下文类（Context）：持有一个策略对象的引用，通过策略接口与具体策略交互

这种结构使得策略模式特别适合处理需要频繁变更或扩展的业务规则，比如支付方式选择、折扣计算、数据验证等场景。

电商折扣系统的策略模式实现

让我们通过一个电商平台的折扣计算系统来理解策略模式的实战应用。假设我们需要根据会员等级（普通、银牌、金牌）应用不同的折扣策略。

首先定义策略接口：

public interface DiscountStrategy {
    double applyDiscount(double originalPrice);
}

然后实现具体的折扣策略类：

// 普通会员无折扣
public class RegularMemberDiscount implements DiscountStrategy {
    @Override
    public double applyDiscount(double originalPrice) {
        return originalPrice;
    }
}

// 银牌会员9折
public class SilverMemberDiscount implements DiscountStrategy {
    @Override
    public double applyDiscount(double originalPrice) {
        return originalPrice * 0.9;
    }
}

// 金牌会员8折
public class GoldMemberDiscount implements DiscountStrategy {
    @Override
    public double applyDiscount(double originalPrice) {
        return originalPrice * 0.8;
    }
}

最后是上下文类，负责管理当前策略：

public class DiscountContext {
    private DiscountStrategy strategy;

    public void setStrategy(DiscountStrategy strategy) {
        this.strategy = strategy;
    }

    public double calculatePrice(double originalPrice) {
        return strategy.applyDiscount(originalPrice);
    }
}

客户端代码可以这样使用：

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

        // 根据会员等级设置策略
        Member member = getCurrentMember(); // 获取当前会员信息
        switch(member.getLevel()) {
            case "gold":
                context.setStrategy(new GoldMemberDiscount());
                break;
            case "silver":
                context.setStrategy(new SilverMemberDiscount());
                break;
            default:
                context.setStrategy(new RegularMemberDiscount());
        }

        double originalPrice = 100.0;
        double finalPrice = context.calculatePrice(originalPrice);
        System.out.println("最终价格: " + finalPrice);
    }
}

策略模式在微服务架构中的创新应用

随着微服务架构的流行，策略模式展现出新的应用价值。在服务治理、负载均衡和容错处理等方面，策略模式都能发挥重要作用。

例如，在服务调用失败时的重试策略可以这样设计：

public interface RetryStrategy {
    boolean shouldRetry(int attemptCount, Exception lastException);
    long getWaitTime(int attemptCount);
}

// 指数退避策略
public class ExponentialBackoffRetry implements RetryStrategy {
    @Override
    public boolean shouldRetry(int attemptCount, Exception lastException) {
        return attemptCount <= 5 && !(lastException instanceof UnrecoverableException);
    }

    @Override
    public long getWaitTime(int attemptCount) {
        return (long) Math.pow(2, attemptCount) * 1000;
    }
}

// 固定间隔重试策略
public class FixedIntervalRetry implements RetryStrategy {
    @Override
    public boolean shouldRetry(int attemptCount, Exception lastException) {
        return attemptCount <= 3;
    }

    @Override
    public long getWaitTime(int attemptCount) {
        return 2000;
    }
}

这种设计让系统能够根据不同场景灵活切换重试策略，提高系统的健壮性和用户体验。

策略模式与Lambda表达式的完美结合

Java 8引入的Lambda表达式和函数式接口让策略模式的实现更加简洁。我们可以将策略接口定义为函数式接口，然后使用Lambda表达式或方法引用来实现具体策略。

改进后的折扣策略可以这样写：

@FunctionalInterface
public interface DiscountStrategy {
    double applyDiscount(double originalPrice);
}

public class DiscountContext {
    private DiscountStrategy strategy;

    public void setStrategy(DiscountStrategy strategy) {
        this.strategy = strategy;
    }

    public double calculatePrice(double originalPrice) {
        return strategy.applyDiscount(originalPrice);
    }
}

// 客户端使用
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        DiscountContext context = new DiscountContext();

        // 使用Lambda表达式设置策略
        context.setStrategy(price -> price * 0.8); // 金牌会员折扣

        double finalPrice = context.calculatePrice(100.0);
        System.out.println("最终价格: " + finalPrice);
    }
}

这种方式减少了样板代码，使策略模式的实现更加灵活和简洁。