面试题：Java多态实现代码可扩展性过程中的设计模式融合与实践

Question

在利用Java多态实现代码可扩展性的基础上，探讨如何融合常见的设计模式（如策略模式、工厂模式等）来进一步优化代码结构与可维护性。请以一个实际业务场景（如电商系统的支付模块）为例，详细描述融合设计模式的思路、实现步骤，并分析这种融合对代码可扩展性、可维护性及性能带来的影响。

Answer 1

融合设计模式的思路

1. 策略模式：支付模块中有多种支付方式，如支付宝支付、微信支付、银行卡支付等。每种支付方式的具体实现不同，但都有统一的支付行为。策略模式可将每种支付方式封装成一个具体策略类，实现统一的支付接口。这样当新增支付方式时，只需新增一个具体策略类，而无需修改原有代码，符合开闭原则。
2. 工厂模式：客户端调用支付功能时，不希望直接创建具体的支付策略对象，因为这会增加客户端与具体支付方式的耦合度。工厂模式可以负责创建具体的支付策略对象，客户端只需向工厂请求所需的支付方式，而无需关心具体创建过程。

实现步骤

1. 定义支付接口：

public interface Payment {
    String pay(double amount);
}

2. 实现具体支付策略类：
   • 支付宝支付：

public class AlipayPayment implements Payment {
    @Override
    public String pay(double amount) {
        return "使用支付宝支付成功，金额：" + amount;
    }
}

- **微信支付**：

public class WechatPayment implements Payment {
    @Override
    public String pay(double amount) {
        return "使用微信支付成功，金额：" + amount;
    }
}

3. 创建支付工厂：

public class PaymentFactory {
    public static Payment createPayment(String type) {
        if ("alipay".equals(type)) {
            return new AlipayPayment();
        } else if ("wechat".equals(type)) {
            return new WechatPayment();
        }
        return null;
    }
}

4. 客户端调用：

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Payment payment = PaymentFactory.createPayment("alipay");
        if (payment != null) {
            String result = payment.pay(100.0);
            System.out.println(result);
        }
    }
}

对代码的影响

1. 可扩展性：新增支付方式时，只需创建新的支付策略类并在工厂类中添加相应创建逻辑，无需修改其他业务代码，极大提高了可扩展性。
2. 可维护性：每种支付方式的代码封装在独立的策略类中，代码结构清晰，易于理解和维护。如果支付方式的实现有变动，只需修改对应的策略类，不会影响其他部分。
3. 性能：在正常情况下，策略模式和工厂模式的引入对性能影响较小。但如果创建大量的支付策略对象，可能会因为对象创建开销和内存占用对性能产生一定影响。不过在电商支付模块场景下，通常支付操作不会过于频繁创建大量对象，这种影响可忽略不计。