Patron de conception Stratégie : définition, fonctionnement et cas d’utilisation

Introduction au patron de conception Stratégie

Le patron de conception Stratégie fait partie des modèles comportementaux les plus utilisés. Son objectif principal est de permettre à un algorithme, ou à une famille d’algorithmes, de changer dynamiquement sans modifier le contexte dans lequel il est utilisé. En d’autres termes, il s’agit de définir un ensemble de comportements interchangeables qu’une classe peut utiliser selon la situation.

Ce patron joue un rôle clé dans la conception orientée objet car il favorise le principe ouvert/fermé : les classes doivent être ouvertes à l’extension mais fermées à la modification. Grâce à lui, il est possible de remplacer un comportement sans altérer le code existant, évitant ainsi les dépendances rigides et améliorant la scalabilité.

Concept fondamental du patron Stratégie

Le patron Stratégie repose sur la séparation du comportement d’un objet de l’objet lui-même. Au lieu d’avoir plusieurs conditions ou structures complexes dans une seule classe, le comportement est externalisé dans différentes stratégies qui implémentent une interface commune. Cela facilite le changement de comportement à l’exécution.

En pratique, une classe (le contexte) délègue l’exécution d’une tâche à une stratégie. Cette stratégie définit comment la tâche doit être réalisée, mais le contexte n’a pas besoin d’en connaître les détails internes : il se contente d’invoquer la méthode définie par l’interface commune.

Structure de base

• Stratégie (Strategy) : définit l’interface commune pour tous les algorithmes compatibles.
• Stratégie concrète (ConcreteStrategy) : implémente un comportement spécifique de l’algorithme.
• Contexte (Context) : maintient une référence vers une stratégie et l’utilise pour exécuter le comportement souhaité.

Ce modèle privilégie la composition à l’héritage. Au lieu d’hériter des comportements, le contexte les compose dynamiquement à l’exécution.

Avantages du patron Stratégie

• Réduction du code dupliqué : chaque algorithme est encapsulé indépendamment, ce qui évite la répétition.
• Facilité de maintenance : il est plus simple de modifier ou d’ajouter de nouveaux algorithmes sans affecter le reste du système.
• Flexibilité : les comportements peuvent changer dynamiquement à l’exécution.
• Lisibilité améliorée : les structures conditionnelles lourdes comme if ou switch sont éliminées, rendant le code plus clair.
• Réutilisation : les stratégies peuvent être réutilisées dans différents contextes.

Inconvénients du patron Stratégie

• Nombre accru de classes : chaque nouvelle stratégie implique une nouvelle classe, augmentant la complexité globale.
• Communication entre classes : si le contexte doit accéder à des informations internes de la stratégie, l’encapsulation peut être compromise.
• Sélection de stratégie : choisir la bonne stratégie à l’exécution peut ajouter de la complexité supplémentaire.

Exemple conceptuel

Imaginons un programme qui calcule des remises pour différents types de clients : standard, premium et VIP. Sans le patron Stratégie, on aurait probablement plusieurs conditions dans une même classe, ce qui rendrait le code difficile à maintenir. Grâce au patron, chaque type de remise est encapsulé dans une classe séparée, et le contexte utilise simplement celle qui convient.

On peut ainsi ajouter de nouveaux types de remises sans toucher au code principal du contexte, ce qui réduit les erreurs et facilite l’évolution du système.

Quand utiliser le patron Stratégie

• Lorsqu’il existe plusieurs algorithmes similaires pouvant varier selon la situation.
• Quand on veut éviter des structures conditionnelles complexes.
• Quand il est nécessaire de changer de comportement dynamiquement.
• Quand on souhaite respecter le principe ouvert/fermé.
• Quand les algorithmes peuvent évoluer ou être étendus indépendamment.

Exemples concrets du patron Stratégie

• Applications de paiement : choix du mode de paiement (carte, PayPal, cryptomonnaie).
• Compresseurs de fichiers : sélection de l’algorithme de compression (ZIP, RAR, 7Z).
• Jeux vidéo : différentes stratégies d’IA pour les ennemis.
• Systèmes d’authentification : différents modes de connexion (mot de passe, biométrie, jeton).

Implémentation conceptuelle

Voyons comment organiser le code de manière abstraite :

Interface Stratégie : définit la méthode commune à toutes les stratégies. Classes concrètes : implémentent la méthode avec leur propre logique. Contexte : maintient une référence vers la stratégie et lui délègue l’action.

Grâce à cette structure, le comportement d’un objet peut être modifié simplement en remplaçant la stratégie courante par une autre.

Relation avec d’autres patrons

• État (State) : les deux définissent des comportements interchangeables, mais Stratégie change explicitement le comportement, tandis que État dépend de l’état interne de l’objet.
• Commande (Command) : les deux encapsulent des actions, mais Commande les exécute sur demande, tandis que Stratégie définit comment elles s’exécutent.
• Pont (Bridge) : les deux favorisent la composition et la séparation des responsabilités, bien que Stratégie se concentre davantage sur les algorithmes.

Bonnes pratiques pour appliquer le patron Stratégie

• Définir une interface claire et cohérente pour les stratégies.
• Éviter que le contexte dépende des détails internes des stratégies.
• Utiliser l’injection de dépendances pour définir la stratégie à l’exécution.
• Mettre en place un mécanisme de fabrique ou d’enregistrement pour sélectionner les stratégies dynamiquement.
• Limiter le nombre de stratégies si elles n’apportent pas de variation réelle du comportement.

Conclusion

Le patron de conception Stratégie est un outil essentiel pour construire un logiciel flexible, maintenable et évolutif. Il permet de changer d’algorithme sans modifier le contexte, encourageant la modularité et la réutilisation. Bien qu’il puisse augmenter le nombre de classes, son usage approprié réduit la complexité à long terme et facilite l’évolution du système.

Maîtriser ce patron améliore non seulement la qualité du code, mais aussi la capacité d’adaptation face à de nouveaux besoins. C’est donc une compétence fondamentale pour tout développeur orienté objet.