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C++設計模式—策略模式

編輯:關於C語言
 

剛剛加班回來;哎,公司規定平時加班只有10塊錢的餐補;星期六和星期天加班,只給串休假;在國家規定的節假日按照3倍工資發放。那麼對於這麼多的計算加班費的方法,公司的OA系統是如何進行做的呢?這就要說到今天我這裡總結的策略設計模式了。

策略模式

在GOF的《設計模式:可復用面向對象軟件的基礎》一書中對策略模式是這樣說的:定義一系列的算法,把它們一個個封裝起來,並且使它們可相互替換。該模式使得算法可獨立於使用它的客戶而變化。

策略模式為了適應不同的需求,只把變化點封裝了,這個變化點就是實現不同需求的算法,但是,用戶需要知道各種算法的具體情況。就像上面的加班工資,不同的加班情況,有不同的算法。我們不能在程序中將計算工資的算法進行硬編碼,而是能自由的變化的。這就是策略模式。

UML類圖

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Strategy:定義所有支持的算法的公共接口。Context使用這個接口來調用某ConcreteStrategy定義的算法;
ConcreteStrategy:實現Strategy接口的具體算法;
Context:使用一個ConcreteStrategy對象來配置;維護一個對Stategy對象的引用,同時,可以定義一個接口來讓Stategy訪問它的數據。

使用場合

當存在以下情況時使用Strategy模式:

  1. 許多相關的類僅僅是行為有異。“策略”提供了一種用多個行為中的一個行為來配置一個類的方法;
  2. 需要使用一個算法的不同變體;
  3. 算法使用客戶不應該知道的數據。可使用策略模式以避免暴露復雜的、與算法相關的數據結構;
  4. 一個類定義了多種行為,並且這些行為在這個類的操作中以多個條件語句的形式出現。將相關的條件分支移入它們各自的Strategy類中以替代這些條件語句。(是不是和狀態模式有點一樣哦?)

代碼實現

首先實現最單純的策略模式,代碼如下:

#include <iostream>using namespace std;// The abstract strategyclass Strategy{public:
     virtual void AlgorithmInterface() = 0;};class ConcreteStrategyA : public Strategy{public:
     void AlgorithmInterface()
     {
          cout<<"I am from ConcreteStrategyA."<<endl;
     }};class ConcreteStrategyB : public Strategy{public:
     void AlgorithmInterface()
     {
          cout<<"I am from ConcreteStrategyB."<<endl;
     }};class ConcreteStrategyC : public Strategy{public:
     void AlgorithmInterface()
     {
          cout<<"I am from ConcreteStrategyC."<<endl;
     }};class Context{public:
     Context(Strategy *pStrategyArg) : pStrategy(pStrategyArg)
     {
     }
     void ContextInterface()
     {
          pStrategy->AlgorithmInterface();
     }private:
     Strategy *pStrategy;};int main(){
     // Create the Strategy
     Strategy *pStrategyA = new ConcreteStrategyA;
     Strategy *pStrategyB = new ConcreteStrategyB;
     Strategy *pStrategyC = new ConcreteStrategyC;
     Context *pContextA = new Context(pStrategyA);
     Context *pContextB = new Context(pStrategyB);
     Context *pContextC = new Context(pStrategyC);
     pContextA->ContextInterface();
     pContextB->ContextInterface();
     pContextC->ContextInterface();

     if (pStrategyA) delete pStrategyA;
     if (pStrategyB) delete pStrategyB;
     if (pStrategyC) delete pStrategyC;

     if (pContextA) delete pContextA;
     if (pContextB) delete pContextB;
     if (pContextC) delete pContextC;}

在實際操作的過程中,我們會發現,在main函數中,也就是在客戶端使用策略模式時,會創建非常多的Strategy,而這樣就莫名的增加了客戶端的壓力,讓客戶端的復雜度陡然增加了。那麼,我們就可以借鑒簡單工廠模式,使策略模式和簡單工廠模式相結合,從而減輕客戶端的壓力,代碼實現如下:

#include <iostream>using namespace std;// Define the strategy typetypedef enum StrategyType{
	StrategyA,
	StrategyB,
	StrategyC}STRATEGYTYPE;// The abstract strategyclass Strategy{public:
	virtual void AlgorithmInterface() = 0;
	virtual ~Strategy() = 0; // 謝謝hellowei提出的bug,具體可以參見評論};Strategy::~Strategy(){}class ConcreteStrategyA : public Strategy{public:
	void AlgorithmInterface()
	{
		cout << "I am from ConcreteStrategyA." << endl;
	}

	~ConcreteStrategyA(){}};class ConcreteStrategyB : public Strategy{public:
	void AlgorithmInterface()
	{
		cout << "I am from ConcreteStrategyB." << endl;
	}

	~ConcreteStrategyB(){}};class ConcreteStrategyC : public Strategy{public:
	void AlgorithmInterface()
	{
		cout << "I am from ConcreteStrategyC." << endl;
	}

	~ConcreteStrategyC(){}};class Context{public:
	Context(STRATEGYTYPE strategyType)
	{
		switch (strategyType)
		{
		case StrategyA:
			pStrategy = new ConcreteStrategyA;
			break;

		case StrategyB:
			pStrategy = new ConcreteStrategyB;
			break;

		case StrategyC:
			pStrategy = new ConcreteStrategyC;
			break;

		default:
			break;
		}
	}

	~Context()
	{
		if (pStrategy) delete pStrategy;
	}

	void ContextInterface()
	{
		if (pStrategy)
			pStrategy->AlgorithmInterface();
	}private:
	Strategy *pStrategy;};int main(){
	Context *pContext = new Context(StrategyA);
	pContext->ContextInterface();

	if (pContext) delete pContext;}

在上面這個代碼中,其實,我們可能看到的更多的是簡單工廠模式的應用,我們將策略模式將簡單工廠模式結合在了一起,讓客戶端使用起來更輕松。

總結

策略模式和狀態模式,是大同小異的;狀態模式講究的是狀態的變化,和不同狀態下,執行的不同行為;而策略模式側重於同一個動作,實現該行為的算法的不同,不同的策略封裝了不同的算法。策略模式適用於實現某一功能,而實現該功能的算法是經常改變的情況。在實際工作中,遇到了實際的場景,可能會有更深的體會。比如,我們做某一個系統,該系統可以適用於各種數據庫,我們都知道,連接某一種數據庫的方式是不一樣的,也可以說,連接數據庫的“算法”都是不一樣的。這樣,我們就可以使用策略模式來實現不同的連接數據庫的策略,從而實現數據庫的動態變換。

 
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