设计模式之策略模式（C++）

设计模式之策略模式

策略模式定义算法家族，分别封装。它们之间可以相互替换，让算法变化，不会影响到用户。优点：适合类中的成员方法为主，算法经常变动；简单了单元测试（因为每个算法都有自己的类，可以通过自己的接口单独测试）。缺点：客户端需要做出判断。

其UML图如下：

策略模式和简单工厂模式非常相似。具体来讲有个细微的区别就是，简单工厂模式需要根据传递过来的条件判断创建什么样的对象。而策略模式是直接传递给Context一个对象，至于传递什么类型的对象则是需要用户自己去判断。从这一点来讲策略模式遵从了开放-封闭原则，当需要添加不同的算法的时候只需要添加一个算法类就可以了，并不用去修改Context类。而简单工厂模式则破坏了开放-封闭原则，当需要添加不同的对象时候，不仅需要添加响应的类，还需要修改工厂类。这一点无所谓好与坏，主要还是看需求。这两种模式也经常结合起来使用，因为策略模式需要根据需求判断生成算法类对象，而这一部分可以封装成一个简单工厂模式。另一方面，简单工厂模式主要解决的是对象创建问题，而策略模式主要解决的是经常变动算法的问题。

策略模式与简单工厂模式相结合给出的四则运算的示例代码如下：

// StrategyModel.h文件 #pragma once // 操作基类 template<typename T> class Operation { public: Operation(T lpa, T rpa); virtual T getResult() = 0; protected: T lpa, rpa; }; template<typename T> Operation<T>::Operation(T lpa, T rpa) { this->lpa = lpa; this->rpa = rpa; } // 加法类 template<typename T> class AddOperation : public Operation<T> { public: AddOperation(T lpa, T rpa) : Operation<T>(lpa, rpa){} T getResult() { return this->lpa + this->rpa; } }; // 减法类 template<typename T> class SubOperation : public Operation<T> { public: SubOperation(T lpa, T rpa) : Operation<T>(lpa, rpa) {} T getResult() { return this->lpa - this->rpa; } }; // 乘法类 template<typename T> class MulOperation : public Operation<T> { public: MulOperation(T lpa, T rpa) : Operation<T>(lpa, rpa) {} T getResult() { return this->lpa * this->rpa; } }; // 除法类 template<typename T> class DivOperation : public Operation<T> { public: DivOperation(T lpa, T rpa) : Operation<T>(lpa, rpa) {} T getResult() { if (0 == this->rpa) { std::cout << "除数不能为0" << std::endl; return 0; } return this->lpa / this->rpa; } }; // context类 template<typename T> class Context { public: Context(Operation<T> * p) { m_Operator = p; } ~Context() { if (nullptr != m_Operator) delete m_Operator; } void getResult() { std::cout << m_Operator->getResult() << std::endl; } private: Operation<T> * m_Operator; }; // 和简单工厂模式结合 template<typename T> class Factory { public: Factory(): m_operator(nullptr) {} ~Factory() { if (nullptr == m_operator) delete m_operator; m_operator = nullptr; } static Operation<T> * createObject(T lpa, T rpa, char c); }; template<typename T> Operation<T> * Factory<T>::createObject(T lpa, T rpa, char c) { Operation<T> * m_operator; switch (c) { case '+': m_operator = new AddOperation<T>(lpa, rpa); break; case '-': m_operator = new SubOperation<T>(lpa, rpa); break; case '*': m_operator = new MulOperation<T>(lpa, rpa); break; case '/': m_operator = new DivOperation<T>(lpa, rpa); default: m_operator = new AddOperation<T>(lpa, rpa); break; } return m_operator; }

测试代码如下：

#include <iostream> #include "StrategyModel.h" int main() { using namespace std; // 策略模式，和工厂模式结合 Context<double> * p = new Context<double>(Factory<double>::createObject(132.321, 142.32, '+')); p->getResult(); delete p; p = new Context<double>(Factory<double>::createObject(132.321, 142.32, '-')); p->getResult(); delete p; p = new Context<double>(Factory<double>::createObject(132.321, 142.32, '*')); p->getResult(); delete p; p = new Context<double>(Factory<double>::createObject(132.321, 142.32, '/')); p->getResult(); delete p; getchar(); return 0; }

其输出结果如下：

策略模式是一种定义一系列算法的方法，从概念上来看，所有这些算法完成的都是相同的工作，只是实现不同，它可以相同的方式调用所有的算法，减少了各种算法类与使用类之间的耦合。策略模式的Strategy类层次为Context定义了一系列的可供重用的算法或行为。继承有助于析取出这些算法种的公共功能。另外一个优点是简化了单元测试，因为每个算法都有自己的类，可以通过自己的接口单独测试。

当不同的行为堆砌在一个类中时，就很难避免使用条件语句来选择合适的行为。将这些行为封装在一个个独立的Strategy类中，可以在使用这些行为的类中消除条件语句。也就是说在基本的策略模式中，选择所具体实现的职责有客户端对象承担了，并转给策略模式的Context对象。

策略模式就是用来封装算法的，但在实践中，我们发现可以用它来封装几乎任何类型的规则，只要在分析过程中听到需要在不同时间应用不同的业务规则，就可以考虑使用策略模式处理这种变化的可能性。