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C#设计模式--策略模式（Strategy Pattern）

news 来源：原创 2025/7/14 22:27:52

策略模式是一种行为设计模式，它使你能在运行时改变对象的行为。在策略模式定义了一系列算法或策略，并将每个算法封装在独立的类中，使得它们可以互相替换。通过使用策略模式，可以在运行时根据需要选择不同的算法，而不需要修改客户端代码。

主要解决的问题

解决在多种相似算法存在时，使用条件语句（如if…else）导致的复杂性和难以维护的问题。

1. 定义策略接口

public interface IStrategy
{void Execute();
}

2. 实现具体策略

public class ConcreteStrategyA : IStrategy
{public void Execute(){Console.WriteLine("Executing strategy A");}
}public class ConcreteStrategyB : IStrategy
{public void Execute(){Console.WriteLine("Executing strategy B");}
}

3. 上下文类

public class Context
{private IStrategy _strategy;public Context(IStrategy strategy){_strategy = strategy;}public void SetStrategy(IStrategy strategy){_strategy = strategy;}public void ExecuteStrategy(){_strategy.Execute();}
}

类图

用途

策略模式主要用于以下场景：
• 算法变化：当一个类的行为或其算法需要在运行时动态改变时。
• 多个算法变体：当有多个算法变体，并且需要在运行时选择其中一个时。
• 解耦：将算法的定义与使用算法的客户端解耦。

优点

灵活性：可以在运行时动态切换算法。
扩展性：增加新的策略非常容易，只需实现策略接口即可。
解耦：策略类和上下文类之间松耦合，符合开闭原则。

缺点

客户端复杂度：客户端必须了解所有策略类的区别，以便选择合适的策略。
增加对象数量：每个策略都是一个类，可能会导致类的数量增加。

实际开发中的应用举例

示例1：订单处理系统中的促销策略

假设一个订单处理系统，需要根据不同的促销策略,比如：没折扣、打折扣。也可以用是会员积分兑换，来计算订单的最终价格。

1. 定义促销策略接口

public interface IPromotionStrategy
{decimal ApplyPromotion(decimal originalPrice);
}

2. 实现具体的促销策略

public class NoDiscountStrategy : IPromotionStrategy
{public decimal ApplyPromotion(decimal originalPrice){return originalPrice; // 没有折扣}
}public class PercentageDiscountStrategy : IPromotionStrategy
{private readonly decimal _discountPercentage;public PercentageDiscountStrategy(decimal discountPercentage){_discountPercentage = discountPercentage;}public decimal ApplyPromotion(decimal originalPrice){return originalPrice * (1 - _discountPercentage / 100);//折扣}
}public class FixedAmountDiscountStrategy : IPromotionStrategy
{private readonly decimal _discountAmount;public FixedAmountDiscountStrategy(decimal discountAmount){_discountAmount = discountAmount;}public decimal ApplyPromotion(decimal originalPrice){return originalPrice - _discountAmount;}
}

3. 上下文类

public class Order
{private IPromotionStrategy _promotionStrategy;private decimal _originalPrice;public Order(decimal originalPrice, IPromotionStrategy promotionStrategy){_originalPrice = originalPrice;_promotionStrategy = promotionStrategy;}public void SetPromotionStrategy(IPromotionStrategy promotionStrategy){_promotionStrategy = promotionStrategy;}public decimal CalculateFinalPrice(){return _promotionStrategy.ApplyPromotion(_originalPrice);}
}

4. 使用示例

class Program
{static void Main(string[] args){// 创建订单，初始价格为100元，没有折扣var order = new Order(100, new NoDiscountStrategy());Console.WriteLine($"Original price: {order.CalculateFinalPrice()}");// 应用百分比折扣策略，折扣10%order.SetPromotionStrategy(new PercentageDiscountStrategy(10));Console.WriteLine($"Price after 10% discount: {order.CalculateFinalPrice()}");// 应用固定金额折扣策略，折扣20元order.SetPromotionStrategy(new FixedAmountDiscountStrategy(20));Console.WriteLine($"Price after fixed 20 discount: {order.CalculateFinalPrice()}");}
}

类图：

解释

定义促销策略接口：IPromotionStrategy 接口定义了一个 ApplyPromotion 方法，用于计算应用促销后的价格。
实现具体的促销策略：
• NoDiscountStrategy：不应用任何折扣。
• PercentageDiscountStrategy：应用百分比折扣。
• FixedAmountDiscountStrategy：应用固定金额折扣。
上下文类：Order 类包含一个促销策略，并提供方法来设置促销策略和计算最终价格。
使用示例：创建一个订单，初始价格为100元，然后依次应用不同的促销策略，输出最终价格。

示例2：物流管理系统中的运输策略

假设一个物流管理系统，需要根据不同的运输方式（如快递、货运、空运等）来计算运费。也可以使用策略模式来实现这一点。

1. 定义运输策略接口

public interface ITransportStrategy
{decimal CalculateShippingCost(decimal weight, decimal distance);
}

2. 实现具体的运输策略

public class ExpressShippingStrategy : ITransportStrategy
{public decimal CalculateShippingCost(decimal weight, decimal distance){// 快递费用计算公式：重量 * 距离 * 0.5return weight * distance * 0.5m;}
}public class FreightShippingStrategy : ITransportStrategy
{public decimal CalculateShippingCost(decimal weight, decimal distance){// 货运费用计算公式：重量 * 距离 * 0.3return weight * distance * 0.3m;}
}public class AirShippingStrategy : ITransportStrategy
{public decimal CalculateShippingCost(decimal weight, decimal distance){// 空运费用计算公式：重量 * 距离 * 1.0return weight * distance * 1.0m;}
}

3. 上下文类

public class Shipment
{private ITransportStrategy _transportStrategy;private decimal _weight;private decimal _distance;public Shipment(decimal weight, decimal distance, ITransportStrategy transportStrategy){_weight = weight;_distance = distance;_transportStrategy = transportStrategy;}public void SetTransportStrategy(ITransportStrategy transportStrategy){_transportStrategy = transportStrategy;}public decimal CalculateTotalCost(){return _transportStrategy.CalculateShippingCost(_weight, _distance);}
}

4. 使用示例

class Program
{static void Main(string[] args){// 创建一个货物，重量为100公斤，距离为500公里，使用快递运输var shipment = new Shipment(100, 500, new ExpressShippingStrategy());Console.WriteLine($"Express Shipping Cost: {shipment.CalculateTotalCost()}");// 更改为货运运输shipment.SetTransportStrategy(new FreightShippingStrategy());Console.WriteLine($"Freight Shipping Cost: {shipment.CalculateTotalCost()}");// 更改为空运运输shipment.SetTransportStrategy(new AirShippingStrategy());Console.WriteLine($"Air Shipping Cost: {shipment.CalculateTotalCost()}");}
}

类图：

解释

定义运输策略接口：ITransportStrategy 接口定义了一个 CalculateShippingCost 方法，用于计算运输费用。
实现具体的运输策略：
• ExpressShippingStrategy：快递运输费用计算。
• FreightShippingStrategy：货运运输费用计算。
• AirShippingStrategy：空运运输费用计算。
上下文类：Shipment 类包含一个运输策略，并提供方法来设置运输策略和计算总费用。
使用示例：创建一个货物，初始运输方式为快递，然后依次更改为货运和空运，输出每种运输方式的费用。

优点

灵活性：可以在运行时动态切换促销策略。
扩展性：增加新的促销策略非常容易，只需实现 IPromotionStrategy 接口即可。
解耦：订单类和促销策略类之间松耦合，符合开闭原则。

缺点

客户端复杂度：客户端必须了解所有促销策略的区别，以便选择合适的策略。
增加对象数量：每个促销策略都是一个类，可能会导致类的数量增加。

C#设计模式--策略模式（Strategy Pattern）

策略模式是一种行为设计模式，它使你能在运行时改变对象的行为。在策略模式定义了一系列算法或策略，并将每个算法封装在独立的类中，使得它们可以互相替换。通过使用策略模式，可以在运行时根据需要选择不同的算法，而不需…...

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主要解决的问题

1. 定义策略接口

2. 实现具体策略

3. 上下文类

类图

用途

优点

缺点

实际开发中的应用举例

示例1：订单处理系统中的促销策略

1. 定义促销策略接口

2. 实现具体的促销策略

3. 上下文类

4. 使用示例

类图：

解释

示例2：物流管理系统中的运输策略

1. 定义运输策略接口

2. 实现具体的运输策略

3. 上下文类

4. 使用示例

类图：

解释

优点

缺点

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