Java中的策略模式和模板方法模式
文章目录
- 1. 策略模式（Strategy Pattern）
- 案例：支付方式选择
- 2. 模板方法模式（Template Method Pattern）
- 案例：制作饮料流程
- 3. 策略模式 vs 模板方法模式
- 4.总结
在Java中，策略模式和模板方法模式是两种常用的行为型设计模式，它们分别通过不同的方式实现算法的灵活性和代码复用。
以下是结合具体案例的解释和对比：
1. 策略模式（Strategy Pattern）
核心思想：将算法族封装为独立的类，通过组合的方式动态切换算法，使算法的变化独立于客户端。
适用场景：需要在运行时选择不同算法（如支付方式、打折策略、消息发送方式等）的场景。
案例：支付方式选择
代码实现：
// 策略接口（网页2参考）
public interface PaymentStrategy {void pay(int amount);
}// 具体策略类
public class CreditCardStrategy implements PaymentStrategy {@Overridepublic void pay(int amount) {System.out.println("信用卡支付：" + amount + "元");}
}public class AlipayStrategy implements PaymentStrategy {@Overridepublic void pay(int amount) {System.out.println("支付宝支付：" + amount + "元");}
}// 上下文类（环境类）
public class ShoppingCart {private PaymentStrategy strategy;public void setStrategy(PaymentStrategy strategy) {this.strategy = strategy;}public void checkout(int amount) {strategy.pay(amount);}
}// 客户端使用
public class Client {public static void main(String[] args) {ShoppingCart cart = new ShoppingCart();cart.setStrategy(new CreditCardStrategy());cart.checkout(100); // 输出：信用卡支付：100元cart.setStrategy(new AlipayStrategy());cart.checkout(200); // 输出：支付宝支付：200元}
}
关键点：
• 通过接口定义算法族（如支付方式），具体策略类实现接口。
• 上下文类（如购物车）持有策略接口的引用，客户端动态切换策略。
• 优点：避免多重条件判断，算法可扩展性强。
2. 模板方法模式（Template Method Pattern）
核心思想：定义一个算法的骨架（固定步骤），将某些步骤延迟到子类实现，保证整体流程不变。
适用场景：算法步骤固定但部分实现可能变化（如制作饮料、数据加密流程等）。
案例：制作饮料流程
代码实现：
// 抽象类（网页7参考）
public abstract class Beverage {// 模板方法（固定步骤）public final void prepareRecipe() {boilWater();brew();pourInCup();addCondiments();}// 具体步骤（子类共享）private void boilWater() {System.out.println("烧水");}// 抽象方法（子类实现）protected abstract void brew();protected abstract void addCondiments();// 钩子方法（可选重写）protected void pourInCup() {System.out.println("倒入杯中");}
}// 具体子类
public class Tea extends Beverage {@Overrideprotected void brew() {System.out.println("冲泡茶叶");}@Overrideprotected void addCondiments() {System.out.println("加柠檬");}
}public class Coffee extends Beverage {@Overrideprotected void brew() {System.out.println("冲泡咖啡粉");}@Overrideprotected void addCondiments() {System.out.println("加糖和牛奶");}
}// 客户端调用
public class Client {public static void main(String[] args) {Beverage tea = new Tea();tea.prepareRecipe(); // 执行烧水→冲泡茶叶→倒入杯中→加柠檬Beverage coffee = new Coffee();coffee.prepareRecipe(); // 执行烧水→冲泡咖啡粉→倒入杯中→加糖和牛奶}
}
关键点：
• 抽象类定义模板方法（如prepareRecipe()），包含固定步骤和可扩展步骤（如brew()）。
• 子类仅需实现抽象方法，无法修改算法骨架。
• 优点：代码复用性高，维护流程一致性。
3. 策略模式 vs 模板方法模式
| 对比维度 | 策略模式 | 模板方法模式 |
|---|---|---|
| 核心机制 | 组合（通过接口动态切换算法） | 继承（父类定义骨架，子类实现细节） |
| 灵活性 | 更高（运行时动态切换策略） | 较低（编译时确定子类实现） |
| 代码复用 | 较少（每个策略独立） | 较高（复用父类模板方法） |
| 适用场景 | 需要多种算法灵活替换（如支付方式） | 固定流程但部分步骤可变（如制作饮料） |
| 设计原则 | 开闭原则（扩展新策略不修改原有代码） | 好莱坞原则（父类调用子类，而非反向） |
4.总结
• 策略模式更适用于算法频繁变化的场景，例如支付方式、消息发送（如短信/邮件）。
• 模板方法模式适合固定流程但部分步骤需定制化的场景，例如饮品制作、数据处理的标准化流程。
• 选择依据：若需运行时动态切换行为，选策略模式；若需复用固定流程并允许子类扩展细节，选模板方法模式。
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