【Q&A】策略模式在QT有哪些应用

在 Qt 框架中，策略模式（Strategy Pattern）被广泛应用于多个模块，通过将算法或行为封装为独立的类，使得它们可以在运行时动态替换。以下是一些典型的例子：

1. 布局管理器（Layout Managers）

策略接口 ：QLayout（抽象基类）
具体策略 ：QHBoxLayout、QVBoxLayout、QGridLayout 等。
上下文 ：QWidget（通过 setLayout() 设置布局策略）。
说明：
不同的布局类实现了控件排列的不同算法。用户可以在运行时动态切换布局策略，而无需修改 QWidget 的代码。

示例代码

cpp 复制代码

#include <QWidget>
#include <QHBoxLayout>
#include <QVBoxLayout>
#include <QPushButton>

int main() {
    QWidget *window = new QWidget;  // 上下文
    QPushButton *btn1 = new QPushButton("Button 1");
    QPushButton *btn2 = new QPushButton("Button 2");

    // 具体策略1：水平布局
    QHBoxLayout *hLayout = new QHBoxLayout;
    hLayout->addWidget(btn1);
    hLayout->addWidget(btn2);
    window->setLayout(hLayout);  // 设置策略

    // 具体策略2：垂直布局（运行时动态切换）
    QVBoxLayout *vLayout = new QVBoxLayout;
    vLayout->addWidget(btn1);
    vLayout->addWidget(btn2);
    window->setLayout(vLayout);  // 替换策略

    window->show();
    return 0;
}

UML：
聚合 1 1 <<abstract>> QLayout +addWidget(QWidget*) +setGeometry(QRect) QHBoxLayout +addWidget(QWidget*) +setGeometry(QRect) QVBoxLayout +addWidget(QWidget*) +setGeometry(QRect) QWidget +setLayout(QLayout*)

2. 绘图系统（QPainter 与 QPaintDevice）

策略接口 ：QPaintDevice（抽象基类）。
具体策略 ：QWidget（屏幕绘制）、QImage（离屏渲染）、QPixmap（图像缓存）等。
上下文 ：QPainter（根据不同的 QPaintDevice 选择底层绘制策略）。
说明：
QPainter 的绘制操作（如 drawLine()）会根据当前关联的 QPaintDevice 自动适配不同的实现（如 OpenGL、Raster 等）。

cpp 复制代码

#include <QPainter>
#include <QWidget>
#include <QImage>

void drawContent(QPaintDevice *device) {
    QPainter painter(device);  // 上下文绑定策略
    painter.drawLine(0, 0, 100, 100);  // 统一接口
}

int main() {
    QImage image(200, 200, QImage::Format_ARGB32);  // 策略1：离屏绘图
    drawContent(&image);  // 绘制到图像

    QWidget widget;       // 策略2：窗口绘图
    widget.show();
    drawContent(&widget); // 绘制到窗口

    return 0;
}

依赖 <<abstract>> QPaintDevice QImage +bits() +pixelFormat() QWidget +show() +paintEvent(QPaintEvent*) QPainter +drawLine(int, int, int, int) +drawRect(QRect)

3. 模型/视图框架中的代理（Item Delegates）

策略接口 ：QAbstractItemDelegate。
具体策略 ：QItemDelegate、QStyledItemDelegate 或自定义代理。
上下文 ：QAbstractItemView（如 QTableView 通过 setItemDelegate() 设置代理）。
说明：
代理负责控制数据的显示和编辑方式（如日期选择器、颜色选择器等），可通过替换代理动态改变行为。

cpp 复制代码

#include <QStyledItemDelegate>
#include <QTableView>
#include <QStyleOptionProgressBar>

class ProgressBarDelegate : public QStyledItemDelegate {
public:
    void paint(QPainter *painter, const QStyleOptionViewItem &option, 
               const QModelIndex &index) const override {
        int progress = index.data().toInt();
        QStyleOptionProgressBar bar;
        bar.rect = option.rect;
        bar.progress = progress;
        QApplication::style()->drawControl(QStyle::CE_ProgressBar, &bar, painter);
    }
};

int main() {
    QTableView tableView;
    tableView.setItemDelegate(new ProgressBarDelegate());  // 设置策略
    return 0;
}

聚合 1 1 <<abstract>> QAbstractItemDelegate +paint(QPainter*, QStyleOptionViewItem, QModelIndex) +createEditor(QWidget*, QStyleOptionViewItem, QModelIndex) QStyledItemDelegate +paint(...) +createEditor(...) ProgressBarDelegate +paint(...) QTableView +setItemDelegate(QAbstractItemDelegate*)

4. 事件处理与过滤器（Event Handling）

策略接口 ：事件处理函数（如 mousePressEvent()）或事件过滤器（QObject::eventFilter()）。
具体策略：重写事件处理函数或安装自定义事件过滤器。
上下文 ：QObject 及其子类（如 QWidget）。
说明：
允许通过重写事件函数或动态安装过滤器，灵活改变事件处理逻辑。

代码示例

方式1：重写事件处理函数（直接策略）

cpp 复制代码

#include <QWidget>
#include <QMouseEvent>

class CustomWidget : public QWidget {
protected:
    // 策略1：重写事件处理函数
    void mousePressEvent(QMouseEvent *event) override {
        qDebug() << "CustomWidget: 鼠标按下事件 (" << event->pos() << ")";
        QWidget::mousePressEvent(event);  // 可选：调用基类默认处理
    }
};

// 使用
int main() {
    CustomWidget widget;
    widget.show();
    return 0;
}

方式2：动态事件过滤器（运行时策略）

cpp 复制代码

#include <QObject>
#include <QEvent>
#include <QDebug>

class EventFilter : public QObject {
protected:
    // 策略2：事件过滤器
    bool eventFilter(QObject *watched, QEvent *event) override {
        if (event->type() == QEvent::MouseButtonPress) {
            qDebug() << "EventFilter: 拦截鼠标按下事件";
            return true;  // 拦截事件，阻止进一步传递
        }
        return QObject::eventFilter(watched, event);
    }
};
// 使用
int main() {
    QWidget widget;
    EventFilter *filter = new EventFilter;
    widget.installEventFilter(filter);  // 动态安装策略
    widget.show();
    return 0;
}

复制代码

UML：
继承并重写事件继承并实现过滤器安装过滤器（依赖） 1 0..* QObject +eventFilter(QObject*, QEvent*) +installEventFilter(QObject*) QWidget +mousePressEvent(QMouseEvent*) CustomWidget +mousePressEvent(QMouseEvent*) EventFilter +eventFilter(QObject*, QEvent*)

5. 插件系统（Plugins）

策略接口 ：预定义的插件接口（如 QImageIOPlugin）。
具体策略：不同插件实现（如支持 PNG、JPEG 格式的插件）。
上下文 ：通过 QPluginLoader 动态加载插件。
说明：
Qt 的插件架构允许扩展功能（如图像格式支持、数据库驱动），每个插件提供特定策略的实现。

cpp 复制代码

#include <QPluginLoader>
#include <QImage>

class ImagePluginInterface {
public:
    virtual QImage loadImage(const QString &path) = 0;
};

class PngPlugin : public QObject, public ImagePluginInterface {
    Q_OBJECT
    Q_INTERFACES(ImagePluginInterface)
public:
    QImage loadImage(const QString &path) override {
        return QImage(path).convertToFormat(QImage::Format_ARGB32);
    }
};

int main() {
    QPluginLoader loader("png_plugin.dll");
    ImagePluginInterface *plugin = qobject_cast<ImagePluginInterface*>(loader.instance());
    QImage image = plugin->loadImage("image.png");  // 调用策略
    return 0;
}

实现依赖 <<interface>> ImagePluginInterface +loadImage(QString) : QImage PngPlugin +loadImage(QString) : QImage QPluginLoader +instance() +load()

策略模式的核心优势

解耦：算法实现与使用它的类分离。
可扩展性：新增策略无需修改现有代码。
运行时动态切换：通过替换策略对象改变行为。

这些例子体现了 Qt 如何通过策略模式提高灵活性和可维护性，开发者可以借鉴这些设计思想优化自己的代码结构。