設計模式之策略模式

一、設計模式策略模式使用

策略模式是一個行為型設計模式，它定義了演算法族，分別封裝起來，讓它們之間可以互相替換，這樣使得演算法的變化可以獨立於使用它的客戶端而變化。策略模式通常用來針對同一問題的不同解決方案，將每種解決方案封裝成單獨的類，以實現更好的可讀性、可維護性和擴展性。

策略模式通常包括三個角色：環境(Context)、抽象策略(Strategy)和具體策略(ConcreteStrategy)。環境持有一個策略對象，通過它調用策略對象中的方法來完成對應的演算法。抽象策略、具體策略分別實現策略的介面，具體策略布局不同的策略演算法。

二、設計模式策略模式類圖

                             +------------------+
                             |     Context      |
                             +------------------+
                                     |
                                     |
                              +------+------+
                              |             |
                     +--------+-+     +---+--------+
                     | Strategy |     | Concrete1  |
                     +----------+     +------------+
                                   
                    +-----------------+
                    | Concrete2       |
                    +-----------------+

三、設計模式策略模式例子

假設我們正在開發一款在線支付系統，並且該系統支持多種支付方式，例如信用卡、支付寶、微信支付等等。我們可以使用策略模式來組織這些不同的支付方式，使其與客戶端分離。

# 定義支付介面
class PaymentStrategy:
    def pay(self, amount):
        pass

# 定義支付寶支付方式
class AliPayStrategy(PaymentStrategy):
    def pay(self, amount):
        print("AliPay pay {} yuan.".format(amount))

# 定義微信支付方式
class WeChatPayStrategy(PaymentStrategy):
    def pay(self, amount):
        print("WeChatPay pay {} yuan.".format(amount))

# 定義信用卡支付方式
class CreditCardPayStrategy(PaymentStrategy):
    def pay(self, amount):
        print("CreditCardPay pay {} yuan.".format(amount))

# 定義客戶端
class Client:
    def __init__(self, payment_strategy):
        self.payment_strategy = payment_strategy
 
    def pay(self, amount):
        self.payment_strategy.pay(amount)

# 使用策略模式調用不同的支付方式
ali = AliPayStrategy()
wechat = WeChatPayStrategy()
credit = CreditCardPayStrategy()
 
c1 = Client(ali)
c1.pay(100)
 
c2 = Client(wechat)
c2.pay(150)
 
c3 = Client(credit)
c3.pay(200)

執行結果:

AliPay pay 100 yuan.
WeChatPay pay 150 yuan.
CreditCardPay pay 200 yuan.

四、教學設計or教學系統設計模式策略

教學系統中，常常需要對不同的學生採用不同的教學方法。例如，對於學習成績良好的學生，我們可以使用挑戰性更高的教學方式，以提高其學習興趣和主動性；而對於學習成績一般或較弱的學生，我們可能需要使用更基礎、更容易理解的教學方式。

這時可以採用策略模式，將不同的教學方式封裝在不同的類中，並在上下文中使用合適的策略進行教學。

五、設計模式策略模式的意圖

策略模式主要解決的問題是在多種演算法或行為中選擇一種來給客戶端使用。策略模式讓解決方案的不同部分分別實現，如此一來，客戶端的實現就只是在不同選擇中做出決策。這樣做有兩個好處：

• 消除了大量的條件語句。
• 將演算法的實現和使用分離。

六、設計模式策略教程

設計模式教程地址：https://refactoringguru.cn/design-patterns/strategy

七、策略模板方法設計模式應用

策略模式和模板方法模式本質上都是由繼承關係實現，但是策略模式強調的是不同行為可以相互替換，而模板方法模式強調的是相同行為可以被不同子類實現。在實際應用中，這兩種模式可以結合使用，讓演算法的實現更靈活。

八、教學設計教學系統設計模式策略

教學系統中需要針對不同的學生選擇不同的策略，以獲取最好的教學效果。在本例中，定義了兩種策略，基礎策略和高級策略，並在上下文中選擇合適的策略進行教學。

# 定義基礎策略
class BasicTeachingStrategy:
    def teach(self):
        print("使用基礎教學策略！")

# 定義高級策略
class AdvancedTeachingStrategy:
    def teach(self):
        print("使用高級教學策略！")

# 定義上下文
class TeachingContext:
    def __init__(self, teaching_strategy):
        self._strategy = teaching_strategy
 
    def set_strategy(self, teaching_strategy):
        self._strategy = teaching_strategy
 
    def teach(self):
        self._strategy.teach()

# 使用策略模式選擇不同的教學方式
basic_strategy = BasicTeachingStrategy()
advanced_strategy = AdvancedTeachingStrategy()
 
teaching_context = TeachingContext(basic_strategy)
teaching_context.teach()
 
teaching_context.set_strategy(advanced_strategy)
teaching_context.teach()

執行結果:

使用基礎教學策略！
使用高級教學策略！

九、負載均衡策略採用什麼設計模式選擇

負載均衡的作用是為了將工作負載分發到多個計算機或網路資源，以實現更好的性能和可用性。採用什麼設計模式會取決於具體的系統需求和處理邏輯。常用的負載均衡演算法有：隨機演算法、輪詢演算法、加權輪詢演算法等，每種演算法可以封裝成一個策略類，使用策略模式組織，以實現更好的可讀性、可維護性和擴展性。