Patrón Strategy en Diseño de Software con Python

Clase 15 de 27 • Curso de Patrones de Diseño y SOLID en Python

Resumen

El patrón de diseño Strategy es una herramienta clave en el desarrollo de software, permitiendo cambiar dinámicamente entre diferentes algoritmos o estrategias para resolver un problema, sin alterar la estructura del programa. Este patrón es ideal para situaciones donde múltiples soluciones son viables, adaptándose al contexto en tiempo de ejecución, como lo ejemplifica el procesamiento de pagos.

¿Qué es el patrón Strategy?

Este patrón de comportamiento facilita el intercambio de algoritmos que resuelven el mismo problema de distintas formas. Es útil en situaciones donde diferentes estrategias pueden ser aplicadas según el contexto, permitiendo que el programa sea flexible y adaptable sin modificar su estructura central.

¿Cómo permite el patrón modificar estrategias en tiempo de ejecución?

El patrón Strategy permite la modificación de la estrategia mediante métodos que cambian la clase o el algoritmo que se está utilizando. En el ejemplo presentado, se utiliza el método SetProcessor, que permite al servicio de pagos intercambiar entre diferentes procesadores de pago durante la ejecución del programa.

¿Cómo se implementa en el código?

Se define una interfaz o protocolo que las diferentes estrategias deben implementar.
La clase de alto nivel, en este caso PaymentService, no depende de las implementaciones concretas, sino de la interfaz.
Las estrategias concretas implementan esta interfaz, lo que permite la inyección de la estrategia adecuada según el contexto.
Un método como SetProcessor facilita la selección y aplicación de la estrategia durante la ejecución.

¿Cómo seleccionar la mejor estrategia?

La elección de la estrategia adecuada puede hacerse a través de una función externa o clase que analice las condiciones del problema y determine cuál es la mejor solución. Esta selección no tiene que estar dentro de la clase de alto nivel, permitiendo una mayor modularidad y escalabilidad en el sistema.

¿Cuáles son los beneficios del patrón Strategy?

Flexibilidad para intercambiar algoritmos sin cambiar la lógica central.
Desacopla las clases de alto nivel de las implementaciones específicas.
Mejora la mantenibilidad y escalabilidad del código.

Mario Alexander Vargas Celis

student•

El **Patrón Strategy** es un patrón de diseño de comportamiento que permite definir una familia de algoritmos, encapsular cada uno de ellos y hacerlos intercambiables. Este patrón facilita que los algoritmos puedan variar independientemente del cliente que los utiliza, promoviendo la extensibilidad y reducción de la complejidad.

### Conceptos Clave del Patrón Strategy

1. **Estrategia (Strategy)**: Es una interfaz o clase abstracta que define un comportamiento común para un conjunto de algoritmos o estrategias.

2. **Estrategias Concretas (Concrete Strategies)**: Son las clases que implementan el comportamiento de una estrategia específica.

3. **Contexto (Context)**: Es la clase que utiliza una estrategia para llevar a cabo su operación. El contexto contiene una referencia a una estrategia y permite cambiarla dinámicamente.

### Ejemplo en Python: Estrategia de Pago

Imaginemos que tenemos una tienda en línea que acepta diferentes métodos de pago. Usaremos el patrón Strategy para poder intercambiar fácilmente entre métodos de pago, como tarjeta de crédito, PayPal y criptomonedas.

#### Paso 1: Definir la Interfaz de Estrategia

Definimos una interfaz común que todos los métodos de pago deben implementar. Esta interfaz tiene un método pay que cada estrategia concreta debe sobreescribir.


from abc import ABC, abstractmethod



class PaymentStrategy(ABC):

&#x20;   @abstractmethod

&#x20;   def pay(self, amount):

&#x20;       pass

#### Paso 2: Crear las Estrategias Concretas

Implementamos diferentes métodos de pago como clases concretas que heredan de PaymentStrategy y proporcionan una implementación del método pay.


class CreditCardPayment(PaymentStrategy):

&#x20;   def pay(self, amount):

&#x20;       print(f"Paying {amount} using Credit Card.")



class PayPalPayment(PaymentStrategy):

&#x20;   def pay(self, amount):

&#x20;       print(f"Paying {amount} using PayPal.")



class CryptoPayment(PaymentStrategy):

&#x20;   def pay(self, amount):

&#x20;       print(f"Paying {amount} using Cryptocurrency.")

Cada clase concreta implementa pay de una manera diferente, proporcionando su propio comportamiento específico.

#### Paso 3: Crear la Clase Contexto

La clase ShoppingCart actúa como el contexto en el cual se usa el patrón Strategy. Esta clase permite que el usuario seleccione una estrategia de pago y luego la ejecuta al confirmar el pago.


class ShoppingCart:

&#x20;   def \_\_init\_\_(self):

&#x20;       self.total\_amount = 0

&#x20;       self.payment\_strategy = None



&#x20;   def add\_item(self, price):

&#x20;       self.total\_amount += price



&#x20;   def set\_payment\_strategy(self, strategy: PaymentStrategy):

&#x20;       self.payment\_strategy = strategy



&#x20;   def checkout(self):

&#x20;       if not self.payment\_strategy:

&#x20;           raise Exception("Payment strategy not set!")

&#x20;       self.payment\_strategy.pay(self.total\_amount)

- add\_item permite agregar el precio de los artículos al carrito.

- set\_payment\_strategy establece la estrategia de pago deseada (tarjeta, PayPal, etc.).

- checkout realiza el pago utilizando la estrategia de pago configurada.

#### Paso 4: Usar el Patrón Strategy

Con esta estructura, podemos cambiar la estrategia de pago en cualquier momento, sin modificar la clase ShoppingCart.


\# Crear un carrito de compras

cart = ShoppingCart()

cart.add\_item(50)

cart.add\_item(100)



\# Usar la estrategia de pago con tarjeta de crédito

cart.set\_payment\_strategy(CreditCardPayment())

cart.checkout()

\# Output: Paying 150 using Credit Card.



\# Cambiar la estrategia de pago a PayPal

cart.set\_payment\_strategy(PayPalPayment())

cart.checkout()

\# Output: Paying 150 using PayPal.



\# Cambiar la estrategia de pago a Criptomoneda

cart.set\_payment\_strategy(CryptoPayment())

cart.checkout()

\# Output: Paying 150 using Cryptocurrency.

### Ventajas del Patrón Strategy

1. **Extensibilidad**: Es fácil añadir nuevas estrategias sin modificar las clases existentes, simplemente creando nuevas clases de estrategia.

2. **Cambio Dinámico de Comportamiento**: Podemos cambiar el comportamiento del contexto en tiempo de ejecución sin modificar su código.

3. **Separación de Responsabilidades**: Cada algoritmo se encapsula en su propia clase, manteniendo un código más limpio y organizado.

### Desventajas del Patrón Strategy

1. **Aumento del Número de Clases**: Cada estrategia es una nueva clase, lo que puede aumentar la complejidad en proyectos grandes.

2. **Complejidad**: Puede ser excesivo para casos simples, especialmente si los algoritmos son pequeños y similares.

### Conclusión

El patrón Strategy en Python es útil cuando queremos implementar múltiples algoritmos o comportamientos intercambiables para una tarea específica. Nos permite cumplir con el Principio Abierto/Cerrado (OCP) al hacer el sistema extensible y modular, mejorando la mantenibilidad y escalabilidad de nuestras aplicaciones.

Jhon Alexander Triana Arcila

student•

César Ernesto Rivas Martínez

student•

El patron Strategy sirve comunmente para cuando tenemos diferentes escenarios ejecutables y se complementa con otros patrones de dise;o, por ejemplo el Factory, podrias tener un Lector de archivos y cada tipo de archivos es una estrategia de lectura y el factory se encarga de crear el Reader que ocuparas