策略模式
#设计模式 2024-08-22

假如你需要前往机场。 你可以选择乘坐公共汽车、 预约出租车或骑自行车。 这些就是你的出行策略。 你可以根据预算或时间等因素来选择其中一种策略。

策略模式.png

在策略模式定义了一系列算法或策略，并将每个算法封装在独立的类中，使得它们可以互相替换。通过使用策略模式，可以在运行时根据需要选择不同的算法，而不需要修改客户端代码。

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#include <iostream>
#include <memory>
using namespace std;

class Strategy {
 public:
  virtual void toAirport() = 0;     // 统一策略接口
  virtual ~Strategy() = default;
};

// 分别实现每个策略，以后有新策略添加，只需要新建一个类
// 即 一个 class 代表 一个 策略

class Bike : public Strategy {
 public:
  void toAirport() override {
    std::cout << "Biking to the airport costs $0" << std::endl;
  }
};

class Shuttle : public Strategy {
 public:
  void toAirport() override {
    std::cout << "Shuttle to the airport costs $2" << std::endl;
  }
};

class Cab : public Strategy {
 public:
  void toAirport() override {
    std::cout << "Cab to the airport costs $3" << std::endl;
  }
};

class Context {
 public:
  Context(std::unique_ptr<Strategy> strategy) : strategy_(std::move(strategy)) { }

  void toAirport() {
    strategy_->toAirport();
  }

  void setStrategy(std::unique_ptr<Strategy> strategy) {
    strategy_ = std::move(strategy);
  }

 private:
  std::unique_ptr<Strategy> strategy_;
};

客户端测试代码：

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int main() {
    
  auto bike = std::make_unique<Bike>();
  Context context(std::move(bike));
  context.toAirport();

  auto cab = std::make_unique<Cab>();
  context.setStrategy(std::move(cab));
  context.toAirport();

  return 0;
}

/*
Biking to the airport costs $0
Cab to the airport costs $3
*/

由于这是开篇的第一个设计模式的讲解，需要特别说明几点：

  • 如果你的系统没有任何可变，那你不需要设计模式，因为设计模式是应对变，即后来的扩展而发展出来的。那么在 C++ 中能有变化的就是抽象基类，所以在后续学习设计模式，只要搞清楚这个设计模式去应对哪个地方的变化，然后联想到抽象基类就会很容易写出代码了。就拿此处的策略模式举例，对于去机场有三种策略，这里需要变化的就是各种不同的策略，意味着要有一个抽象基类，这里面提高一个去机场的接口，然后各种策略继承这个接口并实现即可。
  • 抽象基类不能被实例化，但是说可以被声明用来接收各种类型的派生类。
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// 声明（可以）
std::unique_ptr<Strategy> strategy_;

//自身实例化（不可以）
std::unique_ptr<Strategy> strategy_ = make_unique<Strategy>();

//定义并接收各种派生类实例化（可以）
std::unique_ptr<Strategy> strategy_ = make_unique<Bike>();

最后，我们还是要说一下策略模式的缺点：

  • 客户端必须知道所有的策略类，并自行决定使用哪一个策略类。
  • 策略模式将造成产生很多策略类。