俗話說條條大路通羅馬，很多情況下實現某個目標地途徑都不只一條。在軟體開發中，也會時常遇到這樣的情況，實現某一個功能有多條途徑，每一條途徑都對應一種演算法。此時，可以使用一種設計模式來實現靈活地選擇解決途徑，也能夠方便地增加新的解決途徑。
| 策略模式（Strategy） | 學習難度：★☆☆☆☆ | 使用頻率：★★★★☆ |
一、電影票打折方案的設計
1.1 需求背景
Background：M公司為某電影院開發了一套影院售票系統，在該系統中需要為不同型別的使用者提供不同的電影票打折方式，具體打折方案如下：
（1）學生憑學生證可享受票價8折優惠；
（2）年齡在10週歲以及以下的兒童可以享受每張票減免10元的優惠（原始票價需要大於20元）；
（3）影院VIP使用者除享受票價八折優惠外還可以進行積分，積分累計到一定額度可以換取電影院贈送的獎品；
該系統在將來還可能會根據需求引入更多的打折方案。
1.2 初始設計
M公司的開發人員為了實現上述需求，設計了一個電影票類MovieTicket，其核心程式碼片段如下：
public class MovieTicket { public double Price { get; set; } public string Type { private get; set; } // 計算打折之後的票價 public double Calculate() { // 學生票折後票價計算 if (this.Type.Equals("student", StringComparison.OrdinalIgnoreCase)) { Console.WriteLine("學生票："); return this.Price * 0.8; } // 兒童票折後票價計算 else if (this.Type.Equals("children", StringComparison.OrdinalIgnoreCase)) { Console.WriteLine("兒童票："); return this.Price - 10; } // VIP票折後票價計算 else if (this.Type.Equals("vip", StringComparison.OrdinalIgnoreCase)) { Console.WriteLine("VIP票："); Console.WriteLine("增加積分！"); return this.Price * 0.5; } else { return this.Price; // 不滿足任何條件則原價出售 } } }
客戶端呼叫程式碼如下：
public static void Main() { MovieTicket mt = new MovieTicket(); double originalPrice = 60.0; // 原始票價 double currentPrice; // 折後票價 mt.Price = originalPrice; Console.WriteLine("原始票價：{0}", originalPrice); Console.WriteLine("----------------------------------------"); mt.Type = "student"; currentPrice = mt.Calculate(); Console.WriteLine("折後票價：{0}", currentPrice); Console.WriteLine("----------------------------------------"); mt.Type = "children"; currentPrice = mt.Calculate(); Console.WriteLine("折後票價：{0}", currentPrice); Console.WriteLine("----------------------------------------"); }
雖然通過MovieTicket類實現了電影票的折後計算，該方案解決了電影票打折問題，每一種打折方式都可以稱為一種打折演算法，更換打折方式只需要修改客戶端程式碼中的引數，無須修改原始碼。但是，該方案並不完美，還存在以下問題：
（1）MovieTicket類的Calculate()方法非常龐大，太長的if-else語句，不利於測試與維護。
（2）增加新的打折演算法或修改原有打折演算法都必須修改MovieTicket類原始碼，違反了開閉原則。
（3）打折演算法的複用性比較差，無法在其他系統（例如商場銷售管理系統）中進行重用。
如何解決這3個問題，M公司開發人員決定對MovieTicket類進行重構，將其職責分離，並將打折演算法的定義和使用相分離，這也是策略模式所需要解決的問題。
二、策略模式概述
2.1 策略模式簡介
策略模式的主要目的主要是將演算法的定義和使用分開，也就是將演算法的行為和環境分開，將演算法的定義放在專門的策略類中，每一個策略類封裝一個實現演算法。而使用演算法的環境中針對抽象策略程式設計，而不是針對實現程式設計，符合依賴倒置原則。
策略（Strategy）模式：定義一系列演算法類，將每一個演算法封裝起來，並讓它們可以相互替換。策略模式讓演算法獨立於使用它的客戶而變化。它也被成為政策模式，是一種行為型模式。
2.2 策略模式結構
策略模式結構並不複雜，如下圖所示：
策略模式包含以下3個角色：
（1）Context（環境類）：負責使用演算法策略，其中維持了一個抽象策略類的引用例項。
（2）Strategy（抽象策略類）：所有策略類的父類，為所支援的策略演算法宣告瞭抽象方法。=> 既可以是抽象類也可以是介面
（3）ConcreteStrategy（具體策略類）：實現了在抽象策略類中宣告的方法。
三、重構電影票打折方案的設計
3.1 重構後的設計
為了實現打折演算法的複用以及未來的可擴充套件性，M公司開發人員使用策略模式來重構，其結構如下圖所示：
其中，MovieTicket充當Context環境類，Discount充當抽象策略角色，而StudentDiscount、VIPDiscount和ChildrenDiscount則充當ConcreteStrategy具體策略角色。
3.2 具體程式碼實現
（1）Context 環境類：MovieTicket
/// <summary> /// 環境類：電影票MovieTicket /// </summary> public class MovieTicket { private double _price; private IDiscount _discount; public double Price { get { return _discount.Calculate(_price); } set { _price = value; } } public IDiscount Discount { set { _discount = value; } } }
（2）Strategy 抽象策略類：IDiscount
/// <summary> /// 抽象策略類：折扣Discount /// </summary> public interface IDiscount { double Calculate(double price); }
（3）ConcreteStrategy 具體策略類：StudentStrategy, VIPStrategy 和 ChildrenStrategy
/// <summary> /// 具體策略類：學生票折扣StudentDiscount /// </summary> public class StudentDiscount : IDiscount { public double Calculate(double price) { Console.WriteLine("學生票："); return price * 0.8; } } /// <summary> /// 具體策略類：VIP會員票VIPDiscount /// </summary> public class VIPDiscount : IDiscount { public double Calculate(double price) { Console.WriteLine("VIP票："); Console.WriteLine("增加積分！"); return price * 0.5; } } /// <summary> /// 具體策略類：兒童票折扣ChildrenDiscount /// </summary> public class ChildrenDiscount : IDiscount { public double Calculate(double price) { Console.WriteLine("兒童票："); return price - 10; } }
（4）客戶端呼叫：
public class Program { public static void Main(string[] args) { MovieTicket mt = new MovieTicket(); double originalPrice = 60.0; double currentPrice = originalPrice; mt.Price = originalPrice; Console.WriteLine("原始票價：{0}", originalPrice); Console.WriteLine("----------------------------------------"); IDiscount discount = AppConfigHelper.GetStrategyInstance() as IDiscount; if (discount != null) { mt.Discount = discount; currentPrice = mt.Price; } Console.WriteLine("折後票價：{0}", currentPrice); Console.ReadKey(); } }
其中，具體的策略被配置在了配置檔案中，以此來提高系統靈活性和可擴充套件性：
<?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?> <configuration> <appSettings> <add key="DiscountStrategy" value="Manulife.ChengDu.DesignPattern.Strategy.VIPDiscount, Manulife.ChengDu.DesignPattern.Strategy" /> </appSettings> </configuration>
AppConfigHelper類主要用於讀取配置檔案，並反射生成具體策略例項，其具體程式碼如下，這裡不再贅述：
public class AppConfigHelper { public static string GetStrategyName() { string factoryName = null; try { factoryName = System.Configuration.ConfigurationManager.AppSettings["DiscountStrategy"]; } catch (Exception ex) { Console.WriteLine(ex.Message); } return factoryName; } public static object GetStrategyInstance() { string assemblyName = AppConfigHelper.GetStrategyName(); Type type = Type.GetType(assemblyName); var instance = Activator.CreateInstance(type); return instance; } }
編譯執行後的結果如下圖所示：
如果需要切換策略，例如從VIP改為兒童票，只需修改配置檔案：
<?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?> <configuration> <appSettings> <add key="DiscountStrategy" value="Manulife.ChengDu.DesignPattern.Strategy.ChildrenDiscount, Manulife.ChengDu.DesignPattern.Strategy" /> </appSettings> </configuration>
重新執行客戶端程式，得到如下圖所示的結果：
如果後期需要增加新的打折方式，原有程式碼均無需修改，只需要新增一個折扣策略類即可，然後修改一下配置檔案，完全符合開閉原則。
四、策略模式總結
4.1 主要優點
（1）提供了對開閉原則的完美支援，使用者可以在不修改原有系統的基礎上選擇具體演算法或行為，也可以靈活地增加新的演算法或行為。
（2）避免了多重的if-else條件選擇語句，利於系統的維護。
（3）提供了一種演算法的複用機制，不同的環境類可以方便地複用這些策略類。
4.2 主要缺點
（1）客戶端需要知道所有的策略類，並自行決定使用哪一個策略 => 只適用於客戶端了解所有策略演算法的情況。
（2）將造成系統產生很多的具體策略類，任何細小的變化都將導致系統要增加一個具體策略類 => 類的個數也許會超出預期。
（3）無法在客戶端同時使用多個策略類 => 客戶端每次只能使用一個策略類。
4.3 應用場景
（1）如果一個系統要動態地在幾種演算法之間選擇其中一種 => 那就快用策略模式吧騷年！
（2）如果有難以維護的多重if-else條件選擇語句是為了實現物件的行為 => 那就快用策略模式吧騷年！
（3）不希望客戶知道複雜的與演算法有關的資料結構，可以將其封裝到策略中 => 提高演算法的保密性和安全性！
參考資料
劉偉，《設計模式的藝術—軟體開發人員內功修煉之道》