策略模式原理与C++实现

定义

定义一些列算法,把他们一个个封装起来,并且使他们可以相互替换(变化)。该模式使得算法可独立于使用它的客户程序(稳定)而变化(扩展、子类化)。

C++实现

在不考虑策略模式的情况下,我们往往会写出以下代码:

cpp 复制代码
class CompressData {
public:
	void compress(const char* stg_name, char* data, int size) {
		if (strcmp(stg_name, "lz4") == 0) {
			// lz4算法实现数据压缩
		} else if (strcmp(stg_name, "zlib") == 0) {
			// zlib算法实现数据压缩
		} else {
			// 未知算法,不支持
		}
	}
};

可以看出,如果我需要新增一个gzip压缩算法,那么我就需要在代码中新增一段实现gzip算法的代码。这明显违背了开放封闭原则。因此,考虑使用策略模式,代码实现如下:

cpp 复制代码
class Strategy {
public:
	virtual void compress(char* data, int size) = 0;
	virtual ~Strategy() {}
};

class Lz4Strategy : public Strategy {
public:
	void compress(char* data, int size) 
	{
		// Lz4压缩算法实现
	}	
};

class ZlibStrategy : public Strategy {
public:
	void compress(char* data, int size)
	{
		// zlib压缩算法实现
	}
};

class GzipStrategy : public Strategy {
public:
	void compress(char* data, int size)
	{
		// Gzip压缩算法实现
	}
};

上述代码表明为每个策略单独创建一个类,这样在新增策略时,就只需要进行扩展即可。再来看CompressData类(上下文程序)如何实现。

cpp 复制代码
class CompressData{
private:
	Strategy* _stg;
public:
	CompressData(StrategyFactory* factory)
	{
		_stg = factory->createStrategy();
	}
	void compress(char* data, int size)
	{
		_stg->compress(data, size);
	}
	~CompressData()
	{
		delete _stg;
	}
};

这里会用到工厂方法模式,客户程序在选择使用何中压缩算法时,是根据传入的工厂来决定的。到这里我们可以看出来,新增一个压缩策略,只需要扩展一个对应的压缩算法类即可,并不需要修改上下文程序。

类图

其中Context就是上下文程序,是稳定的,所有具体的策略都继承自抽象的策略,是变化的。因此新增策略,只需要对代码进行扩展即可。

总结

  • Strategy及其子类为组件提供了一系列可重用的算法,使得类型在运行时方便的根据需要在各算法之间切换。
  • 策略模式消除了条件判断语句,含有许多条件判断的语句往往可以使用策略模式来解耦合。
  • 如果Strategy对象没有数据成员,那么各个上下文之间可以共享同一个Strategy对象,从而节省对象开销。
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