策略模式：让算法选择像点菜一样简单

作者：太过平凡的小蚂蚁日期：2025/10/18

什么是策略模式？

​策略模式（Strategy Pattern）​​ 是一种行为设计模式，它定义了一系列算法，并将每个算法封装起来，使它们可以相互替换。策略模式让算法的变化独立于使用算法的客户端。

简单来说：​定义策略家族，让客户端自由选择。​​

现实世界类比

想象你去餐厅吃饭：

  • ​策略接口​：点菜这个行为
  • ​具体策略​：中餐、西餐、日料等不同菜系
  • ​上下文​：餐厅（提供点菜环境）
  • ​客户端​：你（根据心情选择今天吃什么）

模式结构

1classDiagram
2    class Strategy {
3        <<interface>>
4        +executeStrategy() void
5    }
6    
7    class ConcreteStrategyA {
8        +executeStrategy() void
9    }
10    
11    class ConcreteStrategyB {
12        +executeStrategy() void
13    }
14    
15    class Context {
16        -strategy: Strategy
17        +setStrategy(Strategy) void
18        +execute() void
19    }
20    
21    Strategy <|.. ConcreteStrategyA
22    Strategy <|.. ConcreteStrategyB
23    Context --> Strategy

代码示例：支付系统设计

问题场景

我们需要实现一个支付系统，支持多种支付方式（支付宝、微信、银行卡），并且未来可能添加新的支付方式。

传统实现（不推荐）

kotlin

复制

1class PaymentService {
2    fun pay(amount: Double, paymentType: String) {
3        when (paymentType) {
4            "alipay" -> {
5                // 复杂的支付宝支付逻辑
6                println("支付宝支付：$amount 元")
7                // 几十行代码...
8            }
9            "wechat" -> {
10                // 复杂的微信支付逻辑
11                println("微信支付：$amount 元")
12                // 几十行代码...
13            }
14            "bank" -> {
15                // 复杂的银行卡支付逻辑
16                println("银行卡支付：$amount 元")
17                // 几十行代码...
18            }
19            else -> throw IllegalArgumentException("不支持的支付方式")
20        }
21    }
22}
23
24// 使用示例
25val service = PaymentService()
26service.pay(100.0, "alipay") // 添加新支付方式需要修改这个类！

​问题分析：​​

  • ❌ 违反开闭原则：添加新支付方式需要修改现有代码
  • ❌ 职责过重：一个类包含所有支付逻辑
  • ❌ 难以测试：支付逻辑耦合在一起

策略模式实现（推荐）

1. 定义策略接口

kotlin

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1interface PaymentStrategy {
2    fun pay(amount: Double): Boolean
3    fun getStrategyName(): String
4}
2. 实现具体策略

kotlin

复制

1// 支付宝支付策略
2class AlipayStrategy : PaymentStrategy {
3    override fun pay(amount: Double): Boolean {
4        println("调用支付宝API，支付金额：$amount 元")
5        // 实际的支付宝支付逻辑
6        return true // 支付成功
7    }
8    
9    override fun getStrategyName() = "支付宝"
10}
11
12// 微信支付策略
13class WechatPayStrategy : PaymentStrategy {
14    override fun pay(amount: Double): Boolean {
15        println("调用微信支付API，支付金额：$amount 元")
16        // 实际的微信支付逻辑
17        return true
18    }
19    
20    override fun getStrategyName() = "微信支付"
21}
22
23// 银行卡支付策略
24class BankCardStrategy : PaymentStrategy {
25    override fun pay(amount: Double): Boolean {
26        println("调用银联API，支付金额：$amount 元")
27        // 实际的银行卡支付逻辑
28        return true
29    }
30    
31    override fun getStrategyName() = "银行卡"
32}
3. 支付上下文

kotlin

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1class PaymentContext {
2    private var strategy: PaymentStrategy? = null
3    
4    fun setPaymentStrategy(strategy: PaymentStrategy) {
5        this.strategy = strategy
6        println("支付方式切换为：${strategy.getStrategyName()}")
7    }
8    
9    fun executePayment(amount: Double): Boolean {
10        return strategy?.pay(amount) ?: throw IllegalStateException("请先设置支付策略")
11    }
12    
13    fun getCurrentStrategy() = strategy?.getStrategyName() ?: "未设置"
14}
4. 客户端使用

kotlin

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1fun main() {
2    val context = PaymentContext()
3    
4    // 用户选择支付宝支付
5    context.setPaymentStrategy(AlipayStrategy())
6    context.executePayment(100.0)
7    
8    // 用户切换为微信支付
9    context.setPaymentStrategy(WechatPayStrategy())
10    context.executePayment(200.0)
11    
12    // 动态根据条件选择策略
13    val userPreference = getUserPaymentPreference() // 模拟获取用户偏好
14    val strategy = when (userPreference) {
15        "alipay" -> AlipayStrategy()
16        "wechat" -> WechatPayStrategy()
17        "bank" -> BankCardStrategy()
18        else -> AlipayStrategy() // 默认策略
19    }
20    
21    context.setPaymentStrategy(strategy)
22    context.executePayment(150.0)
23}
24
25fun getUserPaymentPreference() = "wechat" // 模拟数据

更复杂的实战案例：折扣策略系统

业务需求

电商平台需要支持多种折扣策略：

  • 普通折扣（固定比例）
  • 满减折扣（满100减20）
  • 会员折扣（根据会员等级）
  • 季节性折扣（特定时间段）

策略模式实现

kotlin

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1// 折扣策略接口
2interface DiscountStrategy {
3    fun calculateDiscount(originalPrice: Double): Double
4    fun getStrategyDescription(): String
5}
6
7// 具体策略实现
8class PercentageDiscountStrategy(private val discountRate: Double) : DiscountStrategy {
9    override fun calculateDiscount(originalPrice: Double): Double {
10        return originalPrice * discountRate
11    }
12    
13    override fun getStrategyDescription() = "${(discountRate * 100)}% 折扣"
14}
15
16class FullReductionStrategy(private val fullAmount: Double, private val reduction: Double) : DiscountStrategy {
17    override fun calculateDiscount(originalPrice: Double): Double {
18        return if (originalPrice >= fullAmount) reduction else 0.0
19    }
20    
21    override fun getStrategyDescription() = "满 $fullAmount 减 $reduction"
22}
23
24class MemberDiscountStrategy(private val memberLevel: String) : DiscountStrategy {
25    private val discountRates = mapOf(
26        "gold" to 0.8,    // 金卡8折
27        "silver" to 0.9,  // 银卡9折
28        "normal" to 0.95  // 普通卡95折
29    )
30    
31    override fun calculateDiscount(originalPrice: Double): Double {
32        val rate = discountRates[memberLevel] ?: 1.0
33        return originalPrice * (1 - rate)
34    }
35    
36    override fun getStrategyDescription() = "${memberLevel}会员折扣"
37}
38
39// 折扣上下文
40class DiscountContext {
41    private var strategy: DiscountStrategy = PercentageDiscountStrategy(1.0) // 默认无折扣
42    
43    fun setDiscountStrategy(strategy: DiscountStrategy) {
44        this.strategy = strategy
45    }
46    
47    fun calculateFinalPrice(originalPrice: Double): Double {
48        val discount = strategy.calculateDiscount(originalPrice)
49        val finalPrice = originalPrice - discount
50        
51        println("原价：$originalPrice")
52        println("折扣策略：${strategy.getStrategyDescription()}")
53        println("折扣金额：$discount")
54        println("最终价格：$finalPrice")
55        println("---")
56        
57        return finalPrice
58    }
59}
60
61// 使用示例
62fun main() {
63    val context = DiscountContext()
64    val originalPrice = 200.0
65    
66    // 测试不同折扣策略
67    context.setDiscountStrategy(PercentageDiscountStrategy(0.8)) // 8折
68    context.calculateFinalPrice(originalPrice)
69    
70    context.setDiscountStrategy(FullReductionStrategy(100.0, 20.0)) // 满100减20
71    context.calculateFinalPrice(originalPrice)
72    
73    context.setDiscountStrategy(MemberDiscountStrategy("gold")) // 金卡会员
74    context.calculateFinalPrice(originalPrice)
75}

策略模式的优点

✅ 开闭原则

添加新策略无需修改现有代码：

kotlin

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1// 新增一个节日折扣策略
2class FestivalDiscountStrategy : DiscountStrategy {
3    override fun calculateDiscount(originalPrice: Double): Double {
4        return originalPrice * 0.7 // 节日7折
5    }
6    
7    override fun getStrategyDescription() = "节日特惠折扣"
8}
9
10// 使用新策略（无需修改现有代码）
11context.setDiscountStrategy(FestivalDiscountStrategy())

✅ 消除条件判断

用多态替代复杂的条件语句，代码更清晰。

✅ 易于测试

每个策略可以独立测试：

kotlin

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1@Test
2fun testPercentageDiscount() {
3    val strategy = PercentageDiscountStrategy(0.8)
4    assertEquals(80.0, strategy.calculateDiscount(100.0))
5}

✅ 算法复用

策略可以在不同上下文中复用。

适用场景

🎯 推荐使用策略模式的情况：

  1. ​多种算法变体​：一个功能有多个实现版本
  2. ​避免条件爆炸​：复杂的if-else或switch-case语句
  3. ​算法需要独立变化​：不同算法可能独立演化和替换
  4. ​客户端需要灵活选择​：运行时动态切换算法

🚫 不适用的情况：

  1. ​算法很少变化​：如果算法基本固定，过度设计反而复杂
  2. ​客户端直接调用简单算法​：如果算法很简单，直接调用即可
  3. ​算法间差异很小​：如果算法基本相同，用参数控制更简单

与其他模式的关系

🔄 策略模式 vs 状态模式

  • ​策略模式​：客户端主动选择算法
  • ​状态模式​：状态自动转换，客户端不感知状态变化

🔄 策略模式 vs 工厂模式

  • ​策略模式​：关注算法的选择和替换
  • ​工厂模式​：关注对象的创建和初始化
  • ​经常结合使用​：工厂创建策略对象

Kotlin 的优化实现

利用 Kotlin 的语言特性，可以写出更简洁的策略模式：

使用函数类型

kotlin

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1typealias DiscountStrategy = (Double) -> Double
2
3val percentageDiscount: DiscountStrategy = { price -> price * 0.8 }
4val fullReductionDiscount: DiscountStrategy = { price -> if (price > 100) price - 20 else price }
5
6class DiscountCalculator(private var strategy: DiscountStrategy = { it }) {
7    fun setStrategy(newStrategy: DiscountStrategy) {
8        strategy = newStrategy
9    }
10    
11    fun calculate(price: Double) = strategy(price)
12}
13
14// 使用
15val calculator = DiscountCalculator(percentageDiscount)
16println(calculator.calculate(100.0)) // 80.0

使用密封类

kotlin

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1sealed class DiscountStrategy {
2    object NoDiscount : DiscountStrategy()
3    data class Percentage(val rate: Double) : DiscountStrategy()
4    data class FullReduction(val full: Double, val reduction: Double) : DiscountStrategy()
5    
6    fun calculate(price: Double): Double = when (this) {
7        is NoDiscount -> price
8        is Percentage -> price * rate
9        is FullReduction -> if (price >= full) price - reduction else price
10    }
11}

总结

策略模式是应对算法变化的利器，它通过"封装变化"让系统更灵活。记住策略模式的核心思想：

​找出代码中可能变化的部分，把它抽离出来，封装成可互换的策略。​​

在实际项目中，当您发现复杂的条件判断或经常需要添加新的算法变体时，就是使用策略模式的最佳时机。

《策略模式：让算法选择像点菜一样简单》 是转载文章，点击查看原文。

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