Strategy-Muster

Teil des Abschnitts Objektorientierte Programmierung der PHP-Journey von Coddy. Lektion 74 von 91.

Das Strategy Pattern ist ein Verhaltensentwurfsmuster, mit dem du eine Familie von Algorithmen definieren, jeden einzelnen in seiner eigenen Klasse kapseln und sie zur Laufzeit austauschbar machen kannst. Das Objekt, das die Strategie verwendet, muss nicht wissen, welchen Algorithmus es ausführt.

Stell dir einen Einkaufswagen vor, der verschiedene Rabattstrategien anwenden kann. Statt die Rabattlogik mit Bedingungen fest zu codieren, definierst du jeden Rabatt als separate Klasse:

<?php
interface DiscountStrategy {
    public function calculate(float $total): float;
}

class NoDiscount implements DiscountStrategy {
    public function calculate(float $total): float {
        return $total;
    }
}

class PercentageDiscount implements DiscountStrategy {
    public function __construct(private int $percent) {}
    
    public function calculate(float $total): float {
        return $total - ($total * $this->percent / 100);
    }
}

class FixedDiscount implements DiscountStrategy {
    public function __construct(private float $amount) {}
    
    public function calculate(float $total): float {
        return max(0, $total - $this->amount);
    }
}

Die Kontextklasse akzeptiert jede Strategie und delegiert die Berechnung:

<?php
class ShoppingCart {
    public function __construct(private DiscountStrategy $discount) {}
    
    public function setDiscount(DiscountStrategy $discount): void {
        $this->discount = $discount;
    }
    
    public function checkout(float $total): float {
        return $this->discount->calculate($total);
    }
}

$cart = new ShoppingCart(new NoDiscount());
echo $cart->checkout(100) . "\n";

$cart->setDiscount(new PercentageDiscount(20));
echo $cart->checkout(100);

Ausgabe:

100
80

Das Strategy Pattern glänzt, wenn du mehrere Möglichkeiten hast, eine Operation auszuführen, und zwischen ihnen wechseln möchtest, ohne die Klasse zu ändern, die sie verwendet. Das Hinzufügen eines neuen Rabatttyps bedeutet, eine neue Klasse zu erstellen, statt vorhandenen Code anzufassen.

Aufgabe

Einfach

Erstellen wir einen Versandkostenrechner mit dem Strategiemuster. Verschiedene Versandmethoden haben unterschiedliche Preisregeln: Der Standardversand berechnet einen Pauschalpreis, der Expressversand addiert einen Prozentsatz, und der Übernachtversand kombiniert beides. Mit dem Strategiemuster kannst du diese Berechnungen austauschen, ohne den Code zu ändern, der sie verwendet.

Du organisierst deinen Code auf vier Dateien verteilt:

ShippingStrategy.php: Erstelle ein ShippingStrategy-Interface, das den Vertrag für alle Versandmethoden definiert. Es sollte eine Methode calculate(float $weight): float enthalten, die das Paketgewicht entgegennimmt und die Versandkosten zurückgibt.
ShippingMethods.php: Binde die Datei ShippingStrategy ein und erstelle drei Klassen, die das Interface implementieren:
- StandardShipping: Berechnet unabhängig vom Gewicht einen Pauschalpreis von $5.00
- ExpressShipping: Berechnet $2.00 pro Kilogramm (multipliziert das Gewicht mit 2)
- OvernightShipping: Berechnet eine Grundgebühr von $10.00 plus $3.00 pro Kilogramm
ShippingCalculator.php: Binde die Datei ShippingStrategy ein und erstelle eine Klasse ShippingCalculator, die als Kontext fungiert. Dein Rechner sollte:
- In seinem Konstruktor ein ShippingStrategy akzeptieren (verwende Konstruktor-Promotion)
- Eine Methode setStrategy(ShippingStrategy $strategy): void besitzen, um die Versandmethode zur Laufzeit zu ändern
- Eine Methode calculateCost(float $weight): float besitzen, die die Berechnung an die aktuelle Strategie delegiert
main.php: Binde die Dateien ShippingMethods und ShippingCalculator ein. Du erhältst zwei Eingaben: einen Versandtyp ("standard", "express" oder "overnight") und ein Paketgewicht.
Erstelle einen ShippingCalculator, der mit StandardShipping beginnt. Verwende abhängig von der Eingabe des Versandtyps setStrategy(), um zur passenden Versandmethode zu wechseln. Berechne anschließend die Kosten für das angegebene Gewicht und gib das Ergebnis mit zwei Nachkommastellen formatiert aus.

Die Ausgabe sollte lauten: Shipping cost: $[cost]

Diese Aufgabe zeigt, wie das Strategiemuster dein Versandsystem flexibel macht: Das Hinzufügen einer neuen Versandmethode wie SameDayShipping erfordert lediglich das Erstellen einer neuen Klasse, die das Interface implementiert, ohne den Rechner oder bestehende Versandmethoden zu ändern.

Probier es selbst

<?php
require_once 'ShippingMethods.php';
require_once 'ShippingCalculator.php';

// Eingabe lesen
$shippingType = trim(fgets(STDIN));
$weight = floatval(fgets(STDIN));

// TODO: Erstelle einen ShippingCalculator beginnend mit StandardShipping

// TODO: Basierend auf der Versandtyp-Eingabe ("standard", "express", or "overnight"),
// verwende setStrategy(), um zur entsprechenden Versandmethode zu wechseln

// TODO: Berechne die Kosten für das gegebene Gewicht

// TODO: Gib das Ergebnis formatiert auf zwei Dezimalstellen aus
// Output format: Shipping cost: $[cost]

?>