俗話說條條大路通羅馬，很多情況下實作某個目标地途徑都不隻一條。在軟體開發中，也會時常遇到這樣的情況，實作某一個功能有多條途徑，每一條途徑都對應一種算法。此時，可以使用一種設計模式來實作靈活地選擇解決途徑，也能夠友善地增加新的解決途徑。
| 政策模式（Strategy） | 學習難度：★☆☆☆☆ | 使用頻率：★★★★☆ |
一、電影票打折方案的設計
1.1 需求背景
Background：M公司為某電影院開發了一套影院售票系統，在該系統中需要為不同類型的使用者提供不同的電影票打折方式，具體打折方案如下：
（1）學生憑學生證可享受票價8折優惠；
（2）年齡在10周歲以及以下的兒童可以享受每張票減免10元的優惠（原始票價需要大于20元）；
（3）影院VIP使用者除享受票價八折優惠外還可以進行積分，積分累計到一定額度可以換取電影院贈送的獎品；
該系統在将來還可能會根據需求引入更多的打折方案。
1.2 初始設計
M公司的開發人員為了實作上述需求，設計了一個電影票類MovieTicket，其核心代碼片段如下：
public class MovieTicket
{
public double Price
{
get;
set;
}
public string Type { private get; set; }
// 計算打折之後的票價
public double Calculate()
{
// 學生票折後票價計算
if (this.Type.Equals("student", StringComparison.OrdinalIgnoreCase))
{
Console.WriteLine("學生票：");
return this.Price * 0.8;
}
// 兒童票折後票價計算
else if (this.Type.Equals("children", StringComparison.OrdinalIgnoreCase))
{
Console.WriteLine("兒童票：");
return this.Price - 10;
}
// VIP票折後票價計算
else if (this.Type.Equals("vip", StringComparison.OrdinalIgnoreCase))
{
Console.WriteLine("VIP票：");
Console.WriteLine("增加積分！");
return this.Price * 0.5;
}
else
{
return this.Price; // 不滿足任何條件則原價出售
}
}
} 用戶端調用代碼如下：
public static void Main()
{
MovieTicket mt = new MovieTicket();
double originalPrice = 60.0; // 原始票價
double currentPrice; // 折後票價
mt.Price = originalPrice;
Console.WriteLine("原始票價：{0}", originalPrice);
Console.WriteLine("----------------------------------------");
mt.Type = "student";
currentPrice = mt.Calculate();
Console.WriteLine("折後票價：{0}", currentPrice);
Console.WriteLine("----------------------------------------");
mt.Type = "children";
currentPrice = mt.Calculate();
Console.WriteLine("折後票價：{0}", currentPrice);
Console.WriteLine("----------------------------------------");
} 雖然通過MovieTicket類實作了電影票的折後計算，該方案解決了電影票打折問題，每一種打折方式都可以稱為一種打折算法，更換打折方式隻需要修改用戶端代碼中的參數，無須修改源代碼。但是，該方案并不完美，還存在以下問題：
（1）MovieTicket類的Calculate()方法非常龐大，太長的if-else語句，不利于測試與維護。
（2）增加新的打折算法或修改原有打折算法都必須修改MovieTicket類源代碼，違反了開閉原則。
（3）打折算法的複用性比較差，無法在其他系統（例如商場銷售管理系統）中進行重用。
如何解決這3個問題，M公司開發人員決定對MovieTicket類進行重構，将其職責分離，并将打折算法的定義和使用相分離，這也是政策模式所需要解決的問題。
二、政策模式概述
2.1 政策模式簡介
政策模式的主要目的主要是将算法的定義和使用分開，也就是将算法的行為和環境分開，将算法的定義放在專門的政策類中，每一個政策類封裝一個實作算法。而使用算法的環境中針對抽象政策程式設計，而不是針對實作程式設計，符合依賴倒置原則。
政策（Strategy）模式：定義一系列算法類，将每一個算法封裝起來，并讓它們可以互相替換。政策模式讓算法獨立于使用它的客戶而變化。它也被成為政策模式，是一種行為型模式。
2.2 政策模式結構
政策模式結構并不複雜，如下圖所示：
政策模式包含以下3個角色：
（1）Context（環境類）：負責使用算法政策，其中維持了一個抽象政策類的引用執行個體。
（2）Strategy（抽象政策類）：所有政策類的父類，為所支援的政策算法聲明了抽象方法。=> 既可以是抽象類也可以是接口
（3）ConcreteStrategy（具體政策類）：實作了在抽象政策類中聲明的方法。
三、重構電影票打折方案的設計
3.1 重構後的設計
為了實作打折算法的複用以及未來的可擴充性，M公司開發人員使用政策模式來重構，其結構如下圖所示：
其中，MovieTicket充當Context環境類，Discount充當抽象政策角色，而StudentDiscount、VIPDiscount和ChildrenDiscount則充當ConcreteStrategy具體政策角色。
3.2 具體代碼實作
（1）Context 環境類：MovieTicket
/// <summary>
/// 環境類：電影票MovieTicket
/// </summary>
public class MovieTicket
{
private double _price;
private IDiscount _discount;
public double Price
{
get
{
return _discount.Calculate(_price);
}
set
{
_price = value;
}
}
public IDiscount Discount
{
set
{
_discount = value;
}
}
} （2）Strategy 抽象政策類：IDiscount
/// <summary>
/// 抽象政策類：折扣Discount
/// </summary>
public interface IDiscount
{
double Calculate(double price);
} （3）ConcreteStrategy 具體政策類：StudentStrategy, VIPStrategy 和 ChildrenStrategy
/// <summary>
/// 具體政策類：學生票折扣StudentDiscount
/// </summary>
public class StudentDiscount : IDiscount
{
public double Calculate(double price)
{
Console.WriteLine("學生票：");
return price * 0.8;
}
}
/// <summary>
/// 具體政策類：VIP會員票VIPDiscount
/// </summary>
public class VIPDiscount : IDiscount
{
public double Calculate(double price)
{
Console.WriteLine("VIP票：");
Console.WriteLine("增加積分！");
return price * 0.5;
}
}
/// <summary>
/// 具體政策類：兒童票折扣ChildrenDiscount
/// </summary>
public class ChildrenDiscount : IDiscount
{
public double Calculate(double price)
{
Console.WriteLine("兒童票：");
return price - 10;
}
} （4）用戶端調用：
public class Program
{
public static void Main(string[] args)
{
MovieTicket mt = new MovieTicket();
double originalPrice = 60.0;
double currentPrice = originalPrice;
mt.Price = originalPrice;
Console.WriteLine("原始票價：{0}", originalPrice);
Console.WriteLine("----------------------------------------");
IDiscount discount = AppConfigHelper.GetStrategyInstance() as IDiscount;
if (discount != null)
{
mt.Discount = discount;
currentPrice = mt.Price;
}
Console.WriteLine("折後票價：{0}", currentPrice);
Console.ReadKey();
}
} 其中，具體的政策被配置在了配置檔案中，以此來提高系統靈活性和可擴充性：
<?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?>
<configuration>
<appSettings>
<add key="DiscountStrategy" value="Manulife.ChengDu.DesignPattern.Strategy.VIPDiscount, Manulife.ChengDu.DesignPattern.Strategy" />
</appSettings>
</configuration> AppConfigHelper類主要用于讀取配置檔案，并反射生成具體政策執行個體，其具體代碼如下，這裡不再贅述：
public class AppConfigHelper
{
public static string GetStrategyName()
{
string factoryName = null;
try
{
factoryName = System.Configuration.ConfigurationManager.AppSettings["DiscountStrategy"];
}
catch (Exception ex)
{
Console.WriteLine(ex.Message);
}
return factoryName;
}
public static object GetStrategyInstance()
{
string assemblyName = AppConfigHelper.GetStrategyName();
Type type = Type.GetType(assemblyName);
var instance = Activator.CreateInstance(type);
return instance;
}
} View Code
編譯運作後的結果如下圖所示：
如果需要切換政策，例如從VIP改為兒童票，隻需修改配置檔案：
<?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?>
<configuration>
<appSettings>
<add key="DiscountStrategy" value="Manulife.ChengDu.DesignPattern.Strategy.ChildrenDiscount, Manulife.ChengDu.DesignPattern.Strategy" />
</appSettings>
</configuration> 重新運作用戶端程式，得到如下圖所示的結果：
如果後期需要增加新的打折方式，原有代碼均無需修改，隻需要新增一個折扣政策類即可，然後修改一下配置檔案，完全符合開閉原則。
四、政策模式總結
4.1 主要優點
（1）提供了對開閉原則的完美支援，使用者可以在不修改原有系統的基礎上選擇具體算法或行為，也可以靈活地增加新的算法或行為。
（2）避免了多重的if-else條件選擇語句，利于系統的維護。
（3）提供了一種算法的複用機制，不同的環境類可以友善地複用這些政策類。
4.2 主要缺點
（1）用戶端需要知道所有的政策類，并自行決定使用哪一個政策 => 隻适用于用戶端了解所有政策算法的情況。
（2）将造成系統産生很多的具體政策類，任何細小的變化都将導緻系統要增加一個具體政策類 => 類的個數也許會超出預期。
（3）無法在用戶端同時使用多個政策類 => 用戶端每次隻能使用一個政策類。
4.3 應用場景
（1）如果一個系統要動态地在幾種算法之間選擇其中一種 => 那就快用政策模式吧騷年！
（2）如果有難以維護的多重if-else條件選擇語句是為了實作對象的行為 => 那就快用政策模式吧騷年！
（3）不希望客戶知道複雜的與算法有關的資料結構，可以将其封裝到政策中 => 提高算法的保密性和安全性！
參考資料
劉偉，《設計模式的藝術—軟體開發人員内功修煉之道》
作者：周旭龍
出處：http://edisonchou.cnblogs.com
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