以優惠券業務為例，可能存在多種優惠券，滿減券，折扣券，無門檻券，減至券等。用戶在購買一件商品，并且有一張優惠券時，需要計算優惠後金額，計算金額時需要判斷該券的類型。假設一開始産品提出需要實現滿減券，折扣券，無門檻券三種優惠券類型，得出如下代碼：

優惠券類型枚舉

public enum CouponTypeEnum { DiscountCoupon(1, "折扣券"), FullCutCoupon(2, "滿減券"), NoThresholdReducedToCoupon(3, "無門檻扣減券"), //ReducedToCoupon(4, "減至券"), ; private int code; private String desc; CouponTypeEnum(int code, String desc) { this.code = code; this.desc = desc; } public int getCode() { return this.code; } public String getDesc() { return this.desc; } public static CouponTypeEnum getByCode(int code) { for (CouponTypeEnum couponTypeEnums : values()) { if (code == couponTypeEnums.getCode()) { return couponTypeEnums; } } throw new IllegalArgumentException("CouponTypeEnum not exist, code=" code); } } 複制代碼

業務處理service類

@Service public class CouponService { @Autowired private CouponRepository couponRepository; /** * 計算優惠 * * @param quantity * @param sellingPrice * @param couponId * @return */ public CouponCalcResult calculate(Integer quantity, Long sellingPrice, Long couponId) { Coupon coupon = couponRepository.get(couponId); CouponTypeEnum couponTypeEnum = CouponTypeEnum.getByCode(coupon.getType()); //獲取優惠配置，例如xx折，滿xx元減yy元少 CouponConfig couponConfig = JsonUtils.fromJson(coupon.getConfig(), CouponConfig.class); CouponCalcParams couponCalcParams = new CouponCalcParams(sellingPrice, quantity); CouponCalcResult couponCalcResult; switch (couponTypeEnum) { case DiscountCoupon: couponCalcResult = discountCouponCalculate(couponCalcParams, couponConfig); break; case FullCutCoupon: couponCalcResult = fullCutCouponCalculate(couponCalcParams, couponConfig); break; case NoThresholdReducedToCoupon: couponCalcResult = noThresholdReduceCouponCalculate(couponCalcParams, couponConfig); break; default: throw new IllegalArgumentException("couponTypeEnum error"); } return couponCalcResult; } /** * 計算原總價 * * @param quantity * @param sellingPrice * @return */ Long calculateTotalPrice(Integer quantity, Long sellingPrice) { return quantity * sellingPrice; } /** * 折扣券計算優惠 */ private CouponCalcResult discountCouponCalculate(CouponCalcParams couponCalcParams, CouponConfig couponConfig) { if (couponConfig == null || couponConfig.getDiscount() == null) { throw new IllegalArgumentException("couponConfig error"); } CouponCalcResult result = new CouponCalcResult(); // 計算總價 Long totalPrice = calculateTotalPrice(couponCalcParams.getQuantity(), couponCalcParams.getSellingPrice()); Long amount = totalPrice * (1000 - couponConfig.getDiscount()) / 1000; if (couponConfig.getMaxReductionAmount() != null && amount >= couponConfig.getMaxReductionAmount()) { amount = couponConfig.getMaxReductionAmount(); } result.setAmount(amount); //優惠金額 result.setActualAmount(totalPrice - amount); //優惠後實際金額 return result; } /** * 滿減券計算優惠 */ private CouponCalcResult fullCutCouponCalculate(CouponCalcParams couponCalcParams, CouponConfig couponConfig) { if (couponConfig == null || couponConfig.getThresholdAmount() == null || couponConfig.getReductionAmount() == null) { throw new IllegalArgumentException("couponConfig error"); } CouponCalcResult result = new CouponCalcResult(); // 計算總價 Long totalPrice = calculateTotalPrice(couponCalcParams.getQuantity(), couponCalcParams.getSellingPrice()); Long actualAmount = totalPrice; if (totalPrice >= couponConfig.getThresholdAmount()) { actualAmount -= couponConfig.getReductionAmount(); } result.setAmount(totalPrice - actualAmount); result.setActualAmount(actualAmount); return result; } /** * 無門檻扣減券計算優惠 */ private CouponCalcResult noThresholdReduceCouponCalculate(CouponCalcParams couponCalcParams, CouponConfig couponConfig) { if (couponConfig == null || couponConfig.getThresholdAmount() == null) { throw new IllegalArgumentException("couponConfig error"); } CouponCalcResult result = new CouponCalcResult(); // 計算總價 Long totalPrice = calculateTotalPrice(couponCalcParams.getQuantity(), couponCalcParams.getSellingPrice()); //計算實際應付金額 long actualAmount = totalPrice - couponConfig.getReductionAmount(); // actualAmount 取值到角 actualAmount = actualAmount < 0 ? 0 : actualAmount; result.setActualAmount(actualAmount); result.setAmount( totalPrice - actualAmount); return result; } } 複制代碼

其中couponConfig目前有如下屬性，

@Data public class CouponConfig { // 折扣保留了小數點後兩位，用整數表示時要乘以1000 private Integer discount; // 最多減多少(單位 分) private Long maxReductionAmount; //總價滿多少（單位分） private Long thresholdAmount; //總價減多少（單位分） private Long reductionAmount; // 單價減至多少元 private Long unitReduceToAmount; } 複制代碼

比如是折扣券，隻關心discount和maxReductionAmount兩個字段，存在數據庫中可能為如下配置，表示打9折，最多減100元。

{"discount":900,"maxReductionAmount":10000} 複制代碼

随着業務的叠代，新增了優惠券類型減至券，那CouponService類中需要做如下更改：

@Service public class CouponService { @Autowired private CouponRepository couponRepository; /** * 計算優惠 * * @param quantity * @param sellingPrice * @param couponId * @return */ public CouponCalcResult calculate(Integer quantity, Long sellingPrice, Long couponId) { Coupon coupon = couponRepository.get(couponId); CouponTypeEnum couponTypeEnum = CouponTypeEnum.getByCode(coupon.getType()); //獲取優惠配置，例如xx折，滿xx元減yy元少 CouponConfig couponConfig = JsonUtils.fromJson(coupon.getConfig(), CouponConfig.class); CouponCalcParams couponCalcParams = new CouponCalcParams(sellingPrice, quantity); CouponCalcResult couponCalcResult; switch (couponTypeEnum) { case DiscountCoupon: couponCalcResult = discountCouponCalculate(quantity, sellingPrice, couponConfig); break; case FullCutCoupon: couponCalcResult = fullCutCouponCalculate(quantity, sellingPrice, couponConfig); break; case NoThresholdReducedToCoupon: couponCalcResult = noThresholdReduceCouponCalculate(quantity, sellingPrice, couponConfig); break; case ReducedToCoupon: //新增 couponCalcResult = reduceToCouponCalculate(quantity, sellingPrice, couponConfig); break; default: throw new IllegalArgumentException("couponTypeEnum error"); } return couponCalcResult; } /** * 計算原總價 * 折扣券計算優惠 * 滿減券計算優惠 * 無門檻扣減券計算優惠 * 代碼一緻 */ /** * 減至券計算優惠 */ private CouponCalcResult reduceToCouponCalculate(CouponCalcParams couponCalcParams, CouponConfig couponConfig) { if (couponConfig == null || couponConfig.getUnitReduceToAmount() == null) { throw new IllegalArgumentException("couponConfig error"); } CouponCalcResult result = new CouponCalcResult(); // 計算總價 Long totalPrice = calculateTotalPrice(couponCalcParams.getQuantity(), couponCalcParams.getSellingPrice()); //計算實際應付金額 long actualAmount = couponConfig.getUnitReduceToAmount() * couponCalcParams.getQuantity(); result.setActualAmount(actualAmount); result.setAmount( totalPrice - actualAmount); return result; } } 複制代碼

可以看出，這裡我們對switch case進行了更改，違背了開閉原則，最好對這塊代碼進行回歸測試。并且在當前類上增加了減至券的計算方法，導緻該類變得更加複雜。但其實隻要客戶端知道當前是折扣券之後，其實隻需要關心折扣券計算方法而已。根據單一職責原則與裡氏替換原則的指導，我們考慮使用策略模式對其進行優化。

策略（Strategy）模式的定義：定義了一系列算法，并将每個算法封裝起來，使它們可以相互替換，且算法的變化不會影響使用算法的客戶。

策略模式的主要角色如下。

• 抽象策略（Strategy）類：定義了一個公共接口，各種不同的算法以不同的方式實現這個接口，環境角色使用這個接口調用不同的算法，一般使用接口或抽象類實現。
• 具體策略（Concrete Strategy）類：實現了抽象策略定義的接口，提供具體的算法實現。
• 環境（Context）類：持有一個策略類的引用，最終給客戶端調用。

public class Context { private Strategy strategy; public Context(Strategy strategy) { this.strategy = strategy; } public Strategy getStrategy() { return strategy; } public void setStrategy(Strategy state) { this.strategy = state; } public void handle() { strategy.handle(); } } 複制代碼

抽象策略類

public interface Strategy { void handle(); } 複制代碼

具體策略類A

public class AStrategy implements Strategy{ @Override public void handle() { System.out.println("AStrategy"); } } 複制代碼

具體策略類B

public class BStrategy implements Strategy{ @Override public void handle() { System.out.println("BStrategy"); } } 複制代碼

測試Client類

public class ClientTest { public static void main(String[] args) { AStrategy aStrategy = new AStrategy(); Context context = new Context(aStrategy); context.handle(); BStrategy bStrategy = new BStrategy(); context.setStrategy(bStrategy); context.handle(); } } 複制代碼

執行結果

AStrategy BStrategy 複制代碼

在Context不主動set最新的Strategy時，handle可重複執行。

上面的基本代碼中有兩個問題，一是一般客戶端無需感知Strategy的繼承簇，即無需感知到AStrategy和BStrategy，二是在使用之前依靠客戶端自己new一個實例出來，并且set到context中使用，其實沒有必要，因為各個具體策略之間沒有像狀态模式那樣的耦合關系，可以不需要維護這個上下文關系。為了解決這兩個問題，對策略類的管理可以利用工廠來實現。

策略工廠類

public class StrategyFactory { private static final Map<String, Strategy> strategyMap = new HashMap<>(); //如果是spring環境下可以通過@PostConstruct完成注冊 static { register("A", new AStrategy()); register("B", new BStrategy()); } public static void register(String code, Strategy strategy) { strategyMap.put(code, strategy); } public static Strategy get(String code) { return strategyMap.get(code); } } 複制代碼

客戶端實現變為

public class ClientTest { public static void main(String[] args) { Strategy strategy = StrategyFactory.get("A"); strategy.handle(); strategy = StrategyFactory.get("B"); strategy.handle(); } } 複制代碼

基于此我們對優惠券計算的代碼進行優化，由于目前項目一般都是使用springboot進行開發，下面給出優惠券計算在springboot中實現的代碼。

public abstract class AbstractCouponCalculator { abstract CouponTypeEnum getCouponTypeEnum(); @PostConstruct void register() { CouponCalculateFactory.register(getCouponTypeEnum(), this); } /** * 計算原總價 * @param params * @return */ Long calculateTotalPrice(CouponCalcParams params) { return params.getSellingPrice() * params.getQuantity(); } /** * 計算金額 * @param params * @return */ public abstract CouponCalcResult calculate(CouponCalcParams params, CouponConfig couponConfig); } 複制代碼

以折扣券為例

@Component public class DiscountCouponCalculator extends AbstractCouponCalculator { @Override CouponTypeEnum getCouponTypeEnum() { return CouponTypeEnum.DiscountCoupon; } @Override public CouponCalcResult calculate(CouponCalcParams params, CouponConfig couponConfig) { CouponCalcResult result = new CouponCalcResult(); // 計算總價 Long totalPrice = calculateTotalPrice(params); Long amount = totalPrice * (1000 - couponConfig.getDiscount()) / 1000; if (couponConfig.getMaxReductionAmount() != null && amount >= couponConfig.getMaxReductionAmount()) { amount = couponConfig.getMaxReductionAmount(); } result.setAmount(amount); result.setActualAmount( totalPrice - amount ); return result; } } 複制代碼

public class CouponCalculateFactory { private static final Map<CouponTypeEnum, AbstractCouponCalculator> calculatorMap = new HashMap<>(); public static void register(CouponTypeEnum couponTypeEnum, AbstractCouponCalculator couponCalculator) { calculatorMap.put(couponTypeEnum, couponCalculator); } public static AbstractCouponCalculator get(CouponTypeEnum couponTypeEnum) { return calculatorMap.get(couponTypeEnum); } } 複制代碼

@Service public class CouponService { @Autowired private CouponRepository couponRepository; /** * 計算優惠 * * @param quantity * @param sellingPrice * @param couponId * @return */ public CouponCalcResult calculate(Integer quantity, Long sellingPrice, Long couponId) { Coupon coupon = couponRepository.get(couponId); CouponConfig couponConfig = JsonUtils.fromJson( coupon.getConfig(), CouponConfig.class); AbstractCouponCalculator couponCalculator = CouponCalculateFactory.get(CouponTypeEnum.getByCode(coupon.getType())); CouponCalcParams couponCalcParams = new CouponCalcParams(sellingPrice, quantity); return couponCalculator.calculate(couponCalcParams, couponConfig); } } 複制代碼

可以看出當前的CouponService變得簡約了很多，可讀性自然也提高了很多。如果策略類中不止包含了一個方法，比如當前隻有calculate方法，如果還有display方法（用于展示最後計算出來的優惠效果文案，例如xx折，低至xx元，滿xx減yy元）的話，優化效果會更加明顯。例如下圖中不僅計算了實際價格，還展示了優惠文案。

完整代碼見：...待補充

1. 有效避免了if-else與switch-case過多的情況，通過定義新的子類很容易增加新的策略和轉換，适應了開閉原則
2. 策略模式提供了一系列的可供重用的算法族，恰當使用繼承可以把算法族的公共代碼轉移到父類裡面，從而避免重複的代碼，如上面的計算總價方法calculateTotalPrice。
3. 通過結合工廠模式，可以避免讓客戶感知到具體策略類，通常客戶隻需要感知抽象策略類即可。

1. 策略模式會造成很多的策略類，增加維護難度，一般建議算法族放到一個包下單獨維護較好。
2. 如果不結合工廠模式，那客戶端必須自己來選擇合适的策略，必須清楚各個策略的功能和不同，這樣才能做出正确的選擇，但是這暴露了策略的具體實現。

當if-else或者switch-case較少，且未來也不怎麼會變化時，其實一般不一定需要使用策略模式來優化，少許的if-else看起來也很清晰，否則我認為就屬于過度設計了。一般情況，策略模式都是結合工廠模式使用，可以更好的對策略類進行管理，降低客戶端的使用成本。策略模式良好的踐行了開閉原則，單一職責原則，裡氏替換原則。

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