Golang 策略设计模式

本文主要介绍了在 Golang 中实现策略设计模式（Strategy Design Pattern）的方法和优势。策略设计模式是一种用于处理多种相似算法或行为的设计模式，允许在运行时动态切换算法。原文: Strategy Design Pattern in Golang

假设有一个名为 PaymentStrategy 的接口，包含一个名为 Pay() 的方法，有两种名为 CreditCardStrategy 和 DebitCardStrategy 的类型实现了该接口。我们希望根据不同情况，PaymentStrategy.Pay() 可以执行 CreditCardStrategy 类型或 DebitCardStrategy 类型的实现。如何才能做到这一点呢？

可以通过策略设计模式来实现这一目标，但首先我们需要知道什么是策略设计模式？

策略模式处理的情况是，有多种算法或行为（算法可能有不同的实现方式，但目的类似），这些算法或行为可以互换或动态使用。例如，可能有不同的排序算法，如冒泡排序、合并排序和快速排序，目的都是对一个集合进行排序。另一个例子是 Pay() 方法，对于 CreditCardStrategy 类型和 DebitCardStrategy 类型，Pay() 方法的实现可能不同，但两种方法的目的是一样的。

上面提到不同算法，每种算法都封装在自己的类或类型中，这个类或类型代表算法的独立策略，这样的类被称为策略类。策略类提供一组方法，用于定义策略的执行方式。例如，CreditCardStrategy 和 DebitCardStrategy 这两种类型都实现了 Pay() 方法。因此，我们可以说每个 Pay() 方法都封装了一个类型，每个类型代表一个单独的策略。例如，CreditCardStrategy 类型表示使用信用卡付款，而 DebitCardStrategy 类型表示将使用借记卡付款。也就是说，这两种类型分别代表两种策略，这就是它们被称为策略类或策略类型的原因。

在策略设计模式中，我们可以在运行时动态切换或选择策略，这意味着可以在不修改代码的情况下改变对象使用的算法。策略的选择可以基于各种因素，如用户输入、配置设置或特定条件。例如，如果用户需要，可以使用 CreditCardStrategy，也可以使用 DebitCardStrategy。为此，我们不需要在编码中做任何修改，而是可以动态处理。

策略模式促进了使用算法的代码（客户端代码）与算法的实际实现（策略类）之间的松耦合。客户端代码通过通用接口或抽象与策略进行交互，而无需了解每个策略实现的具体细节。这使得代码库具有更高的灵活性、可维护性和可扩展性。例如，这里的通用接口是 PaymentStrategy，客户端代码只需要与 PaymentStrategy 方法通信，而不需要与策略通信。也就是说，不需要考虑 CreditCardStrategy 类型或 DebitCardStrategy，客户代码与它们没有任何关系。代码只与通用接口相关联，根据实际情况，通用接口将决定实施哪一个。

因此，从这里我们可以列出策略设计模式的要点：

• 可互换算法

• 将每种算法封装为单独的类

• 策略在运行时可以互换

• 避免算法实现与客户端代码紧耦合

举个例子：

package main
import "fmt"
type PaymentStrategy interface { Pay()}
// Credit Card Strategy Typetype CreditCardStrategy struct{}
func (c *CreditCardStrategy) Pay() { fmt.Println("Paying using Credit Card")}
// Debit Card Strategy Typetype DebitCardStrategy struct{}
func (d *DebitCardStrategy) Pay() { fmt.Println("Paying using Debit Card")}
// Visa Card Strategy Typetype VisaCardStrategy struct{}
func (v *VisaCardStrategy) Pay() { fmt.Println("Paying using Visa Card")}
// This type sets the strategy dynamicallytype PaymentMethod struct { paymentStrategy PaymentStrategy}
func (p *PaymentMethod) setPaymentMethodStrategy(strategy PaymentStrategy) { p.paymentStrategy = strategy}
func (p *PaymentMethod) checkOut() { p.paymentStrategy.Pay()}
func main() { paymentMethod := &PaymentMethod{}
 // Credit Card creditCardStrategy := &CreditCardStrategy{} paymentMethod.setPaymentMethodStrategy(creditCardStrategy) paymentMethod.checkOut()
 // Debit Card debitCardStrategy := &DebitCardStrategy{} paymentMethod.setPaymentMethodStrategy(debitCardStrategy) paymentMethod.checkOut()
 // Visa Card visaCardStrategy := &VisaCardStrategy{} paymentMethod.setPaymentMethodStrategy(visaCardStrategy) paymentMethod.checkOut()}

示例中有三种不同的支付策略，分别是 CreditCardStrategy、VisaCardStrategy 和 DebitCardStrategy。每种策略的支付流程不同，但目的相同，都是支付。

PaymentMethod 类型处理策略的选择。代码只需与 PaymentMethod 联系，PaymentMethod 根据情况决定选择哪种策略。为此，我们不需要对 PaymentMethod 类型做任何修改。或者说，我们不需要在 PaymentMethod 类型中定义任何有关策略的内容。这就是策略设计模式的魅力所在。我们不需要提及策略，但可以使用它们。这就是所谓的松耦合。

让我们再举一个例子：

package main
import "fmt"
type Animal interface { bark()}
type Dog struct{}
func (d *Dog) bark() { fmt.Println("Bark by Dog")}
type Cat struct{}
func (c *Cat) bark() { fmt.Println("Bark by a Cat")}
type Bark struct { animal Animal}
func (b *Bark) setBarkType(barkType Animal) { b.animal = barkType}
func (b *Bark) checkBark() { b.animal.bark()}
func main() { animalBark := &Bark{}
 dogBark := &Dog{} animalBark.setBarkType(dogBark) animalBark.checkBark()
 catBark := &Cat{} animalBark.setBarkType(catBark) animalBark.checkBark()}

最后举一个真实的例子。

我们以文本编辑器为例，文本编辑器需要支持不同的文本格式选项，如粗体、斜体和下划线。对于不同的文本格式选项，并不需要在文本编辑器类中实现这些格式选项，而是可以根据选择应用策略模式。

每个文本格式选项（粗体、斜体、下划线）都封装在单独的策略类中，每个策略类都实现了通用接口或抽象类，定义了应用格式化的行为。文本编辑器类有对当前格式化策略的引用，并用它对选定文本应用格式化。在运行时，用户可以在不同的格式化策略之间切换，文本编辑器会应用所选的格式化，而无需修改其核心代码。

通过在这种情况下使用策略模式，文本编辑器实现了灵活性，允许用户在运行时选择格式化策略，而无需将文本编辑器代码与特定格式化实现紧密耦合。这种关注点分离和策略的可互换性正是策略设计模式的精髓所在。

策略设计模式的优势

• 改进代码组织：通过使用策略模式，可以将算法行为分离到不同的策略类或类型中，从而实现代码的简洁和可重用性。每个策略类专注于特定算法，使代码更易于理解和维护。

• 增强灵活性和可维护性：以 PaymentStrategy 为例。假设我们引入了新的 PaymentStrategy，不需要对 PaymentMethod 类做任何修改，只需声明一个实现了 Pay() 方法的类型即可。这将增加灵活性。

• 可重用性：我们可以在需要类似行为的不同对象或系统中重复使用策略。一旦定义了策略，就可以轻松将其插入多个上下文中，而无需重复代码。

• 可读性：由于每个策略都有独立的策略类及其实现方式，代码变得可读、可辨。

• 可测试性：代码变得可读，测试代码也就更容易。如果出现任何问题，也很容易修复错误，可以很容易找到错误，并知道如何处理。

策略设计模式的注意事项

就策略设计模式而言，必须牢记以下几点：

• 类数量增加：如果策略数量增加，类的数量也会增加。虽然这可以改善代码组织，但也会增加整体设计的复杂性，代码库会变得更大。重要的是要达到平衡，避免创建过多的类。

• 策略的架构：以适当层次或顺序定义策略非常重要。我们需要查找重复的类，不同的类可能有相同的实现，为此可以使用单个类。

• 初始化以及策略选择：需要决定何时以及如何初始化策略，以及如何在运行时选择合适的策略，需要非常谨慎的处理这一点。这可以通过依赖注入、配置文件或基于特定条件或用户输入的动态选择来实现。

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