常见面试题之设计模式--策略模式

阳光穿透心脏的1/2处 2024-03-22 21:13 67阅读 0赞

### 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。

![在这里插入图片描述][1fa83df3892144fbb5de76e2e418a6fd.png_pic_center]

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。

![在这里插入图片描述][0a69822a2bf64326b2fbbb0ced168a30.png_pic_center]

**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：

![在这里插入图片描述][43207a97ce8c4c38aee19c253724a481.png_pic_center]

> 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
 *  …

![在这里插入图片描述][00317abe108043b3a287dc77dd684c1f.png_pic_center]

#### 4.2 目前已实现的代码 ####

(1)登录接口

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th></th> 
   <th>说明</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>请求方式</td> 
   <td><code>POST</code></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>路径</td> 
   <td><code>/api/user/login</code></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>参数</td> 
   <td><code>LoginReq</code></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>返回值</td> 
   <td><code>LoginResp</code></td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

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）。

![在这里插入图片描述][ef158a98cf4c4772b674a48190c8025a.png_pic_center]

（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

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
    
     *  5`kg`以下
     *  5`kg`\-10`kg`
     *  10`kg`\-20`kg`
     *  20`kg`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**。

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