C++设计模式（策略模式）

一、介绍

1.动机

在软件构建过程中，某些对象使用的算法可能多种多样、经常改变，如果将这些算法都编码到对象中，将会使对象变得异常复杂；而且有时候支持不使用的算法也是一个性能负担。

如何在运行时根据需要透明地更改对象的算法，将算法与对象本身解耦，从而避免上述问题？

2.定义

定义一系列算法，把它们一个个封装起来，并且使它们可互相替换。该模式使得算法可独立于使用它的客户程序而变化。------GOF

3.结构图

4.要点总结

Strategy及其子类为组件提供了一系列可重用的算法，从而可以使得类型在运行时根据需要在各个算法之间进行切换。

Strategy模式提供了用条件判断语句以外的另一种选择，消除条件判断语句，就是在解耦合。含有许多条件判断语句的代码通常都需要Strategy模式。

如果Strategy对象没有实例变量，那么各个上下文可以共享同一个Strategy对象，从而节省对象开销。

二、策略模式

1.概念

策略模式允许在运行时动态地改变算法或策略的选择，其核心在于将算法与使用它的客户端代码解耦，使得算法的变化不会影响客户端的使用。

①优点：

策略模式使得客户端可以在运行时选择合适的算法，动态改变对象的行为，提高了灵活性。
策略模式可以减少大量的条件分支语句，使代码更清晰、简洁，易于维护。
使用策略模式新增算法时无需修改现有代码，符合开闭原则，使系统更易于扩展。
策略模式使得每个算法都有自己的类，符合单一职责原则，提高了代码的可读性和可维护性。

②缺点：

客户端必须了解所有的策略类，以便在运行时选择合适的策略。
使用策略模式会增加类的数量，可能会导致类的膨胀。
如果策略类设计不当，可能会引入过多的细粒度策略类，导致系统过度复杂。

2.实现要点

策略：定义一个抽象策略类，包含算法的通用接口。
具体策略：继承自抽象策略类，用于实现策略接口，每个具体策略类代表一个算法。
上下文：上下文是一个包含策略对象的类，使用组合的方式，通常持有一个指向策略对象的指针，负责将客户端的请求委派给具体的策略对象来执行，同时提供一个接口来切换策略。

3.示例

cpp 复制代码

//出行策略抽象类
class TravelStrategy {
public:
	virtual void travel() = 0;
	virtual ~TravelStrategy() {}
};

//步行策略类
class WalkStrategy :public TravelStrategy {
public:
	virtual void travel() override {
		cout << "Walk to destination." << endl;
	}
};

//骑自行车策略类
class BikeStrategy : public TravelStrategy {
public:
	virtual void travel() override {
		cout << "Ride bike to destination." << endl;
	}
};

//坐公交车策略类
class BusStrategy :public TravelStrategy {
public:
	virtual void travel() override {
		cout << "Take bus to destination." << endl;
	}
};

//出行者（上下文类）
class Traveler {
public:
	void setStrategy(TravelStrategy* ts) {  //切换策略
		strategy = ts;
	}
	void gotoDestination() {  //执行策略
		if (strategy)
			strategy->travel();
	}

private:
	TravelStrategy* strategy;
};

测试代码：

cpp 复制代码

WalkStrategy* walk = new WalkStrategy();
TravelStrategy* bike = new BikeStrategy();
unique_ptr<BusStrategy> bus = make_unique<BusStrategy>();

Traveler* traveler = new Traveler();
traveler->setStrategy(walk);
traveler->gotoDestination();
traveler->setStrategy(bike);
traveler->gotoDestination();
traveler->setStrategy(bus.get());
traveler->gotoDestination();

delete walk;
delete bike;
delete traveler;

输出结果：

bash 复制代码

Walk to destination.
Ride bike to destination.
Take bus to destination.