在軟體開發中，我們經常遇到需要動態選擇演算法或行為的情況。為了避免在程式碼中使用大量的條件判斷語句（如if-else或switch-case），策略模式（Strategy Pattern）提供了一種優雅的解決方案。透過策略模式，我們可以將演算法或行為封裝成獨立的類，並在運行時自由切換。本文將詳細介紹策略模式的概念、與其他相似模式的差異、解決的問題、Golang中的實作範例以及在實際開發中的應用和注意事項。

什麼是策略模式（Strategy Pattern）？

策略模式是一種行為型設計模式，它定義了一系列演算法，並將它們封裝到獨立的策略類別中，使它們可以相互替換。策略模式將演算法的使用與演算法的實作分離，客戶端無需關心具體的演算法實現，只需選擇所需的策略。

策略模式的組成部分

1. 策略介面（Strategy Interface）：定義所有策略的通用介面。
2. 具體策略（Concrete Strategy）：實現策略介面的具體演算法或行為。
3. 上下文類別（Context）：負責持有策略對象，並在需要時呼叫策略的方法。

策略模式與其他模式的區別

1. 模板方法模式（Template Method Pattern）

• 目標：模板方法模式定義了一個演算法的框架，並允許子類別重寫某些步驟的實作。
• 差別：模板方法模式的演算法結構是固定的，而策略模式允許在運行時選擇不同的演算法。

2. 狀態模式（State Pattern）

• 目標：狀態模式根據物件的狀態變化來改變其行為。
• 差別：狀態模式側重於狀態轉換，而策略模式專注於演算法的選擇和切換。

3. 工廠方法模式（Factory Method Pattern）

• 目標：工廠方法模式用於建立對象，並將實例化邏輯與客戶端程式碼解耦。
• 差別：策略模式著重於演算法的封裝和替換，而工廠方法模式則著重於物件的創建。
• 工廠方法模式具體可看下面博文介紹：
  深入解析Go設計模式之簡單工廠模式：在Golang中的實作與應用
  深入解析Go設計模式之工廠方法模式：Golang中的實作與應用
  深入解析Go設計模式之抽象工廠模式：Golang中的實作與應用

策略模式解決了什麼問題？

1. 消除複雜的條件判斷：將不同的演算法封裝到獨立的策略類別中，避免在客戶端程式碼中使用大量的if-else或switch-case語句。
2. 提升程式碼的可擴充性：新增演算法時，只需實作一個新的策略類，無需修改原有程式碼，符合開閉原則。
3. 實現演算法的靈活替換：在運行時自由切換策略，實現靈活的業務邏輯。

策略模式的應用場景

1. 支付系統：根據用戶選擇的付款方式（如支付寶、微信、信用卡），使用不同的支付策略處理。
2. 資料壓縮：不同的壓縮演算法（如ZIP、RAR、GZIP）可以封裝為策略類，使用者可依需求選擇使用哪種壓縮策略。
3. 排序演算法：根據資料的特性選擇不同的排序策略（如快速排序、冒泡排序）。
4. 權限校驗：不同的權限校驗邏輯可以封裝為策略，方便在不同場景下彈性應用。

Golang中的策略模式實現

下面透過一個具體的Golang範例，展示如何使用策略模式實作一個簡單的支付系統。用戶可以選擇不同的付款方式（如支付寶、微信、信用卡）來進行付款。

範例：支付系統

1. 定義策略介面

package main 
import "fmt"
// PaymentStrategy 介面：定義付款策略
type PaymentStrategy interface {
    Pay(amount float64)
}

2. 實現具體的支付策略

import "fmt"

// Alipay 結構體：支付寶支付
type Alipay struct{}

func (a *Alipay) Pay(amount float64) {
	fmt.Printf("Paid %.2f using Alipay.\n", amount)
}

// WeChatPay 結構體：微信支付
type WeChatPay struct{}

func (w *WeChatPay) Pay(amount float64) {
	fmt.Printf("Paid %.2f using WeChatPay.\n", amount)
}

// CreditCard 結構體：信用卡支付
type CreditCard struct {
	CardNumber string
}

func (c *CreditCard) Pay(amount float64) {
	fmt.Printf("Paid %.2f using Credit Card %s.\n", amount, c.CardNumber)
}

3. 定義上下文類別

// PaymentContext 結構體：持有付款策略並呼叫其方法
type PaymentContext struct { 
	strategy PaymentStrategy 
} 

func (p *PaymentContext) SetStrategy(strategy PaymentStrategy) {
	p.strategy = strategy 
} 

func (p *PaymentContext) Pay(amount float64) {
	p.strategy.Pay(amount)
}

4. 使用策略模式的範例程式碼

func main() {
	// 建立上下文物件
	payment := &PaymentContext{} 
	
	// 使用支付寶付款
	payment.SetStrategy(&Alipay{}) 
	payment.Pay(100.00) 
	
	// 使用微信付款
	payment.SetStrategy(&WeChatPay{})
	payment. Pay(200.00) 
	
	// 使用信用卡付款
	payment.SetStrategy(&CreditCard{CardNumber: "1234-5678-9012-3456"}) 
	payment.Pay(300.00) 
}

輸出

Paid 100.00 using Alipay.
Paid 200.00 using WeChatPay.
Paid 300.00 using Credit Card 1234-5678-9012-3456.

程式碼解析

1. PaymentStrategy 介面：定義了所有支付策略的通用接口Pay。
2. Alipay、WeChatPay 和CreditCard：具體策略類，分別實現了支付寶、微信和信用卡支付邏輯。
3. PaymentContext 結構體：持有支付策略，並透過SetStrategy方法動態切換策略。
4. main 函數：展示如何透過策略模式實現靈活的支付方式切換。

實際開發中的應用

1. 支付網關：在電商系統中，不同的支付網關可以封裝為不同的策略類，使用者可自由選擇付款方式。
2. 日誌系統：不同的日誌記錄方式（如檔案、控制台、資料庫）可以封裝為策略，在執行時切換日誌輸出方式。
3. 資料加密：在資料傳輸過程中，依需求選擇不同的加密演算法（如AES、DES），封裝為策略類別。
4. 路徑規劃：在地圖應用程式中，可以根據使用者需求選擇不同的路徑規劃策略（如最短路徑、避開高速、風景優先）。

使用策略模式的注意事項

1. 避免策略類過多：如果演算法種類繁多，策略類的數量可能會迅速增加，需要合理設計程式碼結構。
2. 接口的合理設計：策略介面應盡量保持簡單，避免過多的複雜邏輯。
3. 效能開銷：如果策略的切換過於頻繁，可能會帶來一定的效能開銷。

策略模式與模板方法模式的對比

總結

策略模式是一種非常靈活的設計模式，透過將演算法或行為封裝為獨立的策略類，實現了演算法的靈活替換和動態切換。在Golang中，策略模式的實作非常簡單，透過介面和結構體的組合即可完成。在實際開發中，策略模式廣泛應用於支付系統、日誌系統、資料加密和路徑規劃等情境。如果你在專案中需要靈活地切換演算法或行為，策略模式將會是一個非常合適的解決方案。

參考連結

• 設計模式- 策略模式
• Golang 設計模式