简述
策略模式(Strategy Pattern)定义一系列算法,把它们一个个封装起来,并且使它们可以互相替换。Strategy 可以使算法独立于使用算法的客户端。
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模式结构
UML 结构图:
- Context(环境角色):持有一个对 Strategy 的引用,最终给客户端调用。
- Strategy(抽象策略):定义了一个公共接口,让不同的算法以不同的方式来实现。通过这个接口,Context 可以调用不同的算法。
- ConcreteStrategy(具体策略):实现 Strategy 定义的接口,提供具体算法的实现。
优缺点
优点:
- 各自使用封装的算法,可以很容易地引入新的算法来满足相同的接口。
- 由于实现的是同一个接口,所以策略之间可以自由切换。
- Strategy 使客户端能够选择所需的算法,而无需使用
switch/case
或if/else
语句。 - 算法的细节完全封装在 Strategy 类中,因此,可以在不影响 Context 类的情况下更改算法的实现。
缺点:
- 客户端必须知道所有的策略,了解它们之间的区别,以便适时选择恰当的算法。
- 策略模式将造成产生很多策略类,可以通过使用享元模式在一定程度上减少对象的数量。
适用场景
- 多个类有不同的表现形式,每种表现形式可以独立成单独的算法。
- 需要在不同情况下使用不同的算法,以后算法可能还会增加。
- 对客户端隐藏具体算法的实现细节,彼此完全独立。
案例分析
说走就走的旅行 - 出行方式
每天,我们做着同样的工作,遇见同样的人,吃着同样的食物。。。日复一日,年复一年!当生活陷入重复,想遇到新鲜的人,新鲜的事,为苍白的生活添加一些色彩,何不来一场说走就走的旅行呢!
要出去玩,有很多种出行方式,自行车、公交车、自驾、地铁、火车、飞机。。。如何选择最合适的呢?
- 如果离家近,又怕堵车,可以骑自行车。
- 如果离家远,但想省钱,早点出发,可以乘公交车。
- 如果有车,并且不介意支付停车费,可以选择自驾。
- 如果没有车,但赶时间,可以乘出租车。
- …
这里的每一种出行方式都是一种具体的策略。如何选择,需要基于成本、便利和时间之间的权衡。
代码实现
创建抽象策略
抽象策略由 IStrategy 表示,它提供了一个 Travel()
接口,用于提供出行方式:
// strategy.h
#ifndef STRATEGY_H
#define STRATEGY_H
// 出行策略
class IStrategy
{
public:
virtual void Travel() = 0;
};
#endif // STRATEGY_H
创建具体策略
有三种具体的策略可供选择,骑自行车、开车、坐火车:
// concrete_strategy.h
#ifndef CONCRETE_STRATEGY_H
#define CONCRETE_STRATEGY_H
#include "strategy.h"
#include <iostream>
// 骑自行车
class BikeStrategy : public IStrategy
{
public:
virtual void Travel() override { std::cout << "Travel by bike" << std::endl; }
};
// 开车
class CarStrategy : public IStrategy
{
public:
virtual void Travel() override { std::cout << "Travel by car" << std::endl; }
};
// 坐火车
class TrainStrategy : public IStrategy
{
public:
virtual void Travel() override { std::cout << "Travel by train" << std::endl; }
};
#endif // CONCRETE_STRATEGY_H
创建环境角色
环境角色对外提供了一个 Travel()
接口,最终由客户端调用。在内部,它最终调用的是 IStrategy 的相应方法:
// context.h
#ifndef CONTEXT_H
#define CONTEXT_H
#include "strategy.h"
class Context
{
public:
Context(IStrategy *strategy) { m_pStrategy = strategy; }
void Travel() { m_pStrategy->Travel(); }
private:
IStrategy *m_pStrategy;
};
#endif // CONTEXT_H
创建客户端
旅程开始,尽情享受吧:
// main.cpp
#include "context.h"
#include "concrete_strategy.h"
#ifndef SAFE_DELETE
#define SAFE_DELETE(p) { if(p){delete(p); (p)=NULL;} }
#endif
int main()
{
// 策略之间可以相互替换
IStrategy *bike = new BikeStrategy();
IStrategy *car = new CarStrategy();
IStrategy *train = new TrainStrategy();
Context *bikeContext = new Context(bike);
Context *carContext = new Context(car);
Context *trainContext = new Context(train);
bikeContext->Travel();
carContext->Travel();
trainContext->Travel();
SAFE_DELETE(bike);
SAFE_DELETE(car);
SAFE_DELETE(train);
SAFE_DELETE(bikeContext);
SAFE_DELETE(carContext);
SAFE_DELETE(trainContext);
getchar();
return 0;
}
输出如下:
Travel by bike
Travel by car
Travel by train