Java 實現投票系統：策略模式靈活處理多種投票規則

投票系統常面臨多種規則（單選、多選、權重、限時等）。本文採用策略模式將投票算法封裝為可互換策略，實現規則與業務流程解耦，支援運行時動態切換投票邏輯。

核心設計

// 1. 策略接口：統一投票行為
public interface VoteStrategy {
    /**
     * 執行投票
     * @param voterId 投票人ID
     * @param optionId 選項ID
     * @param context 上下文（如權重、時間等）
     * @return 投票結果
     */
    VoteResult vote(String voterId, String optionId, VoteContext context);
}

// 2. 上下文對象：攜帶動態參數
public class VoteContext {
    private Map params = new HashMap<>();
    public void put(String key, Object val) { params.put(key, val); }
    public Object get(String key) { return params.get(key); }
}

// 3. 結果封裝
public class VoteResult {
    private boolean success;
    private String message;
    private Map stats; // 實時統計
    // getter/setter/builder 省略
}

具體策略實現

// 單選策略：每人僅能投一票，覆蓋舊選擇
public class SingleChoiceStrategy implements VoteStrategy {
    private final Map votes = new ConcurrentHashMap<>(); // voterId -> optionId
    private final Map stats = new ConcurrentHashMap<>();

    @Override
    public VoteResult vote(String voterId, String optionId, VoteContext ctx) {
        String prev = votes.put(voterId, optionId);
        stats.computeIfAbsent(optionId, k -> new AtomicInteger()).incrementAndGet();
        if (prev != null) {
            stats.computeIfAbsent(prev, k -> new AtomicInteger()).decrementAndGet();
        }
        return VoteResult.success("單選投票成功", snapshot(stats));
    }
}

// 多選策略：每人可投多選項，但每選項限一票
public class MultiChoiceStrategy implements VoteStrategy {
    private final Map> votes = new ConcurrentHashMap<>(); // voterId -> Set
    private final Map stats = new ConcurrentHashMap<>();

    @Override
    public VoteResult vote(String voterId, String optionId, VoteContext ctx) {
        votes.computeIfAbsent(voterId, k -> ConcurrentHashMap.newKeySet()).add(optionId);
        stats.computeIfAbsent(optionId, k -> new AtomicInteger()).incrementAndGet();
        return VoteResult.success("多選投票成功", snapshot(stats));
    }
}

// 權重策略：不同用戶票數權重不同（如 VIP 票值 2）
public class WeightedStrategy implements VoteStrategy {
    private final Map userWeight; // 注入
    private final Map stats = new ConcurrentHashMap<>();

    public WeightedStrategy(Map userWeight) { this.userWeight = userWeight; }

    @Override
    public VoteResult vote(String voterId, String optionId, VoteContext ctx) {
        int w = userWeight.getOrDefault(voterId, 1);
        stats.computeIfAbsent(optionId, k -> new AtomicInteger()).addAndGet(w);
        return VoteResult.success("權重投票成功，權重=" + w, snapshot(stats));
    }
}

投票上下文：策略選擇與執行

public class VoteService {
    private final Map strategies = new HashMap<>();
    private VoteStrategy currentStrategy;

    public VoteService() {
        // 註冊策略
        strategies.put("single", new SingleChoiceStrategy());
        strategies.put("multi", new MultiChoiceStrategy());
        strategies.put("weighted", new WeightedStrategy(loadUserWeights()));
        // 默認策略
        currentStrategy = strategies.get("single");
    }

    public void setStrategy(String strategyKey) {
        VoteStrategy s = strategies.get(strategyKey);
        if (s == null) throw new IllegalArgumentException("未知策略: " + strategyKey);
        this.currentStrategy = s;
    }

    public VoteResult vote(String voterId, String optionId, VoteContext ctx) {
        // 可在此處添加通用校驗：投票時間、用戶狀態、頻率限制等
        return currentStrategy.vote(voterId, optionId, ctx);
    }
}

使用示例

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        VoteService service = new VoteService();
        
        // 單選模式
        service.setStrategy("single");
        service.vote("user1", "optionA", new VoteContext());
        service.vote("user1", "optionB", new VoteContext()); // 覆蓋 A
        
        // 切換多選模式
        service.setStrategy("multi");
        service.vote("user2", "optionA", new VoteContext());
        service.vote("user2", "optionB", new VoteContext()); // 同時生效
        
        // 權重模式
        service.setStrategy("weighted");
        service.vote("vip1", "optionA", new VoteContext()); // 權重 2
    }
}

擴展建議

• 持久化：策略內 Map 替換為 Redis/DB 操作，保持接口不變。
• 限流：在 VoteService.vote() 切面攔截，基於 Guava RateLimiter 或 Redis 計數器。
• 審計日誌：策略執行前後記錄操作日誌，實現可追溯。
• 組合策略：引入 CompositeStrategy 組合多規則（如「限時+單選」）。

策略模式優勢總結