常见面试题之设计模式--策略模式

1. 概述

先看下面的图片，我们去旅游选择出行模式有很多种，可以骑自行车、可以坐汽车、可以坐火车、可以坐飞机。

作为一个程序猿，开发需要选择一款开发工具，当然可以进行代码开发的工具有很多，可以选择Idea进行开发，也可以使用eclipse进行开发，也可以使用其他的一些开发工具。

定义：

该模式定义了一系列算法，并将每个算法封装起来，使它们可以相互替换，且算法的变化不会影响使用算法的客户。策略模式属于对象行为模式，它通过对算法进行封装，把使用算法的责任和算法的实现分割开来，并委派给不同的对象对这些算法进行管理。

2. 结构

策略模式的主要角色如下：

• 抽象策略（Strategy）类：这是一个抽象角色，通常由一个接口或抽象类实现。此角色给出所有的具体策略类所需的接口。
• 具体策略（Concrete Strategy）类：实现了抽象策略定义的接口，提供具体的算法实现或行为。
• 环境（Context）类：持有一个策略类的引用，最终给客户端调用。

3. 案例实现

【例】促销活动

一家百货公司在定年度的促销活动。针对不同的节日（春节、中秋节、圣诞节）推出不同的促销活动，由促销员将促销活动展示给客户。类图如下：

聚合关系可以用带空心菱形的实线来表示。

代码如下：

定义百货公司所有促销活动的共同接口。

public interface Strategy {
    
    
    void show();
}

定义具体策略角色（Concrete Strategy）：每个节日具体的促销活动。

//为春节准备的促销活动A
public class StrategyA implements Strategy {
    
    

    public void show() {
    
    
        System.out.println("买一送一");
    }
}

//为中秋准备的促销活动B
public class StrategyB implements Strategy {
    
    

    public void show() {
    
    
        System.out.println("满200元减50元");
    }
}

//为圣诞准备的促销活动C
public class StrategyC implements Strategy {
    
    

    public void show() {
    
    
        System.out.println("满1000元加一元换购任意200元以下商品");
    }
}

定义环境角色（Context）：用于连接上下文，即把促销活动推销给客户，这里可以理解为销售员。

public class SalesMan {
    
                            
    //持有抽象策略角色的引用                              
    private Strategy strategy;                 
                                               
    public SalesMan(Strategy strategy) {
    
           
        this.strategy = strategy;              
    }                                          
                                               
    //向客户展示促销活动                                
    public void salesManShow(){
    
                    
        strategy.show();                       
    }                                          
}                                              

4. 综合案例

4.1 概述

下图是gitee的登录的入口，其中有多种方式可以进行登录。

• 用户名密码登录

• 短信验证码登录

• 微信登录

• QQ登录

• …

4.2 目前已实现的代码

(1)登录接口

	说明
请求方式	POST
路径	/api/user/login
参数	LoginReq
返回值	LoginResp

请求参数：LoginReq

@Data
public class LoginReq {
    
    

    private String name;
    private String password;

    private String phone;
    private String validateCode;//手机验证码

    private String wxCode;//用于微信登录
    /**
     * account : 用户名密码登录
     * sms : 手机验证码登录
     * we_chat : 微信登录
     */
    private String type;
}

响应参数：LoginResp

@Data
public class LoginResp{
    
    
    private Integer userId;
    private String userName;
    private String roleCode;
    private String token; //jwt令牌
    private boolean success;

}

控制层LoginController

@RestController
@RequestMapping("/api/user")
public class LoginController {
    
    

    @Autowired
    private UserService userService;


    @PostMapping("/login")
    public LoginResp login(@RequestBody LoginReq loginReq){
    
    
        return userService.login(loginReq);
    }
}

业务层UserService

@Service
public class UserService {
    
    

    public LoginResp login(LoginReq loginReq){
    
    

        if(loginReq.getType().equals("account")){
    
    
            System.out.println("用户名密码登录");

            //执行用户密码登录逻辑

            return new LoginResp();

        }else if(loginReq.getType().equals("sms")){
    
    
            System.out.println("手机号验证码登录");

            //执行手机号验证码登录逻辑

            return new LoginResp();
        }else if (loginReq.getType().equals("we_chat")){
    
    
            System.out.println("微信登录");

            //执行用户微信登录逻辑

            return new LoginResp();
        }
        LoginResp loginResp = new LoginResp();
        loginResp.setSuccess(false);
        System.out.println("登录失败");
        return loginResp;
    }
}

注意：我们重点讲的是设计模式，并不是登录的逻辑，所以以上代码并没有真正的实现登录功能。

(2)问题分析

• 业务层代码大量使用到了if...else，在后期阅读代码的时候会非常不友好，大量使用if...else性能也不高。
• 如果业务发生变更，比如现在新增了QQ登录方式，这个时候需要修改业务层代码，违反了开闭原则。

解决：

使用工厂方法设计模式+策略模式解决。

4.3 代码改造（工厂+策略）

（1）整体思路

改造之后，不在service中写业务逻辑，让service调用工厂，然后通过service传递不同的参数来获取不同的登录策略（登录方式）。

（2）具体实现

抽象策略类：UserGranter

/**
 * 抽象策略类
 */
public interface UserGranter{
    
    

   /**
    * 获取数据
    * @param loginReq 传入的参数
    * @return map值
    */
   LoginResp login(LoginReq loginReq);
}

具体的策略：AccountGranter、SmsGranter、WeChatGranter

/**
 * 	策略：账号登录
 **/
@Component
public class AccountGranter implements UserGranter{
    
    

	@Override
	public LoginResp login(LoginReq loginReq) {
    
    

		System.out.println("登录方式为账号登录" + loginReq);
		// TODO
		// 执行业务操作 
		
		return new LoginResp();
	}
}
/**
 * 策略:短信登录
 */
@Component
public class SmsGranter implements UserGranter{
    
    

	@Override
	public LoginResp login(LoginReq loginReq)  {
    
    

		System.out.println("登录方式为短信登录" + loginReq);
		// TODO
		// 执行业务操作

		return new LoginResp();
	}
}
/**
 * 策略:微信登录
 */
@Component
public class WeChatGranter implements UserGranter{
    
    

	@Override
	public LoginResp login(LoginReq loginReq)  {
    
    

		System.out.println("登录方式为微信登录" + loginReq);
		// TODO
		// 执行业务操作
		
		return new LoginResp();
	}
}

工程类：UserLoginFactory

/**
 * 操作策略的上下文环境类 工具类
 * 将策略整合起来 方便管理
 */
@Component
public class UserLoginFactory implements ApplicationContextAware {
    
    

    private static Map<String, UserGranter> granterPool = new ConcurrentHashMap<>();

    @Autowired
    private LoginTypeConfig loginTypeConfig;

    /**
     * 从配置文件中读取策略信息存储到map中
     * {
     * account:accountGranter,
     * sms:smsGranter,
     * we_chat:weChatGranter
     * }
     *
     * @param applicationContext
     * @throws BeansException
     */
    @Override
    public void setApplicationContext(ApplicationContext applicationContext) throws BeansException {
    
    
        loginTypeConfig.getTypes().forEach((k, y) -> {
    
    
            granterPool.put(k, (UserGranter) applicationContext.getBean(y));
        });
    }

    /**
     * 对外提供获取具体策略
     *
     * @param grantType 用户的登录方式，需要跟配置文件中匹配
     * @return 具体策略
     */
    public UserGranter getGranter(String grantType) {
    
    
        UserGranter tokenGranter = granterPool.get(grantType);
        return tokenGranter;
    }

}

在application.yml文件中新增自定义配置

login:
  types:
    account: accountGranter
    sms: smsGranter
    we_chat: weChatGranter

新增读取数据配置类

@Getter
@Setter
@Configuration
@ConfigurationProperties(prefix = "login")
public class LoginTypeConfig {
    
    

    private Map<String,String> types;

}

改造service代码

@Service
public class UserService {
    
    

    @Autowired
    private UserLoginFactory factory;

    public LoginResp login(LoginReq loginReq){
    
    

        UserGranter granter = factory.getGranter(loginReq.getType());
        if(granter == null){
    
    
            LoginResp loginResp = new LoginResp();
            loginResp.setSuccess(false);
            return loginResp;
        }
        LoginResp loginResp = granter.login(loginReq);
        return loginResp;
    }
}

大家可以看到我们使用了设计模式之后，业务层的代码就清爽多了，如果后期有新的需求改动，比如加入了QQ登录，我们只需要添加对应的策略就可以，无需再改动业务层代码。

4.4 举一反三

其实像这样的需求，在日常开发中非常常见，场景有很多，以下的情景都可以使用工厂模式+策略模式解决。比如：

• 订单的支付策略
  • 支付宝支付
  • 微信支付
  • 银行卡支付
  • 现金支付
• 解析不同类型excel
  • xls格式
  • xlsx格式
• 打折促销
  • 满300元9折
  • 满500元8折
  • 满1000元7折
• 物流运费阶梯计算
  • 5kg以下
  • 5kg-10kg
  • 10kg-20kg
  • 20kg以上

一句话总结：只要代码中有冗长的if-else或switch分支判断都可以采用策略模式优化。