面试题：Python替代switch case语句的设计模式及拓展应用

Question

在大型项目中，使用Python替代switch case语句时，如何结合设计模式（如策略模式）来提高代码的可维护性、可扩展性和可读性？请详细阐述实现思路，并以一个具体的业务场景（例如电商系统中不同促销活动的计算逻辑）为例进行代码实现。

Answer 1

实现思路

1. 定义策略接口：创建一个抽象基类，定义每个具体策略需要实现的方法。在电商促销活动场景中，这个方法可以是计算促销后的价格。
2. 创建具体策略类：针对每种促销活动，创建一个具体的策略类，继承自策略接口，并实现其中的方法。例如满减活动、折扣活动等。
3. 使用字典映射：在Python中，可以使用字典来模拟switch case的功能，将促销活动类型作为键，对应的策略类实例作为值。这样可以通过键快速找到对应的策略实例。
4. 调用策略：根据业务场景获取促销活动类型，从字典中获取对应的策略实例并调用其方法。

代码实现

from abc import ABC, abstractmethod


# 定义策略接口
class PromotionStrategy(ABC):
    @abstractmethod
    def calculate(self, price):
        pass


# 满减策略
class FullReductionStrategy(PromotionStrategy):
    def __init__(self, full_amount, reduction_amount):
        self.full_amount = full_amount
        self.reduction_amount = reduction_amount

    def calculate(self, price):
        if price >= self.full_amount:
            return price - self.reduction_amount
        return price


# 折扣策略
class DiscountStrategy(PromotionStrategy):
    def __init__(self, discount_rate):
        self.discount_rate = discount_rate

    def calculate(self, price):
        return price * self.discount_rate


# 策略工厂（使用字典映射）
class PromotionFactory:
    def __init__(self):
        self.promotion_map = {
            'full_reduction': FullReductionStrategy(200, 50),
            'discount': DiscountStrategy(0.8)
        }

    def get_promotion(self, promotion_type):
        return self.promotion_map.get(promotion_type)


# 电商系统中计算商品价格
def calculate_product_price(product_price, promotion_type):
    factory = PromotionFactory()
    strategy = factory.get_promotion(promotion_type)
    if strategy:
        return strategy.calculate(product_price)
    return product_price


# 示例调用
product_price = 300
promotion_type = 'full_reduction'
final_price = calculate_product_price(product_price, promotion_type)
print(f"商品原价: {product_price}，促销后价格: {final_price}")

解释

1. PromotionStrategy 是抽象基类，定义了 calculate 方法，所有具体策略类都要实现该方法。
2. FullReductionStrategy 和 DiscountStrategy 是具体策略类，分别实现满减和折扣的计算逻辑。
3. PromotionFactory 使用字典 promotion_map 来映射促销活动类型和对应的策略实例。
4. calculate_product_price 函数根据传入的促销活动类型从工厂获取策略实例并计算最终价格。通过这种方式，当需要新增促销活动时，只需添加新的具体策略类并在 PromotionFactory 中添加映射关系，无需修改大量现有代码，提高了代码的可维护性和可扩展性，同时代码结构清晰，提高了可读性。