【第14节】C++设计模式(行为模式)-Strategy (策略)模式
一、问题的提出
Strategy 模式:算法实现与抽象接口的解耦
Strategy 模式和 Template 模式要解决的问题是相似的,都是为了将业务逻辑(算法)的具体实现与抽象接口解耦。Strategy 模式通过将算法封装到一个类(Context)中,并通过组合的方式将具体算法的实现委托给组合对象来完成。
二、模式选择
Strategy 模式的典型结构如下图所示:

其核心思想是将算法的逻辑抽象接口(如 `DoAction`)封装到一个类中(Context),然后通过委托的方式将具体的算法实现交给具体的 Strategy 类(如 `ConcreteStrategyA` 和 `ConcreteStrategyB`)来完成。
三、代码实现
以下是 Strategy 模式的完整实现代码,采用 C++ 编写。
代码实现
Strategy.h
#ifndef _STRATEGY_H_
#define _STRATEGY_H_// 抽象策略类,定义算法接口
class Strategy {
public:Strategy() {}virtual ~Strategy() {}virtual void AlgorithmInterface() = 0; // 算法接口,子类实现
};// 具体策略类A,实现算法接口
class ConcreteStrategyA : public Strategy {
public:ConcreteStrategyA() {}virtual ~ConcreteStrategyA() {}void AlgorithmInterface() override; // 实现算法接口
};// 具体策略类B,实现算法接口
class ConcreteStrategyB : public Strategy {
public:ConcreteStrategyB() {}virtual ~ConcreteStrategyB() {}void AlgorithmInterface() override; // 实现算法接口
};#endif //~_STRATEGY_H_
Strategy.cpp
#include "Strategy.h"
#include <iostream>
using namespace std;// 具体策略类A的算法实现
void ConcreteStrategyA::AlgorithmInterface() {cout << "ConcreteStrategyA: AlgorithmInterface" << endl;
}// 具体策略类B的算法实现
void ConcreteStrategyB::AlgorithmInterface() {cout << "ConcreteStrategyB: AlgorithmInterface" << endl;
}
Context.h
#ifndef _CONTEXT_H_
#define _CONTEXT_H_class Strategy;/*** Context 类是 Strategy 模式的关键,也是 Strategy 模式和 Template 模式的主要区别所在。* Strategy 模式通过组合(委托)的方式实现算法的异构,而 Template 模式则通过继承的方式实现。*/
class Context {
public:Context(Strategy* strategy); // 构造函数,传入具体策略~Context();void DoAction(); // 执行策略
private:Strategy* _strategy; // 组合的策略对象
};#endif //~_CONTEXT_H_
Context.cpp
#include "Context.h"
#include "Strategy.h"
#include <iostream>
using namespace std;// 构造函数,初始化策略对象
Context::Context(Strategy* strategy) : _strategy(strategy) {}// 析构函数,释放策略对象
Context::~Context() {if (_strategy) {delete _strategy;}
}// 执行策略
void Context::DoAction() {_strategy->AlgorithmInterface();
}
main.cpp
#include "Context.h"
#include "Strategy.h"
#include <iostream>
using namespace std;int main(int argc, char* argv[]) {Strategy* strategyA = new ConcreteStrategyA(); // 创建具体策略AContext* contextA = new Context(strategyA); // 创建上下文,传入策略AcontextA->DoAction(); // 执行策略AStrategy* strategyB = new ConcreteStrategyB(); // 创建具体策略BContext* contextB = new Context(strategyB); // 创建上下文,传入策略BcontextB->DoAction(); // 执行策略Bdelete contextA;delete contextB;return 0;
}
代码说明
Strategy 模式的实现非常直观,其核心思想是将算法的逻辑封装到一个类中,并通过组合的方式将具体算法的实现委托给组合对象。Context 类通过持有 Strategy 对象的指针,动态调用具体的算法实现。
四、总结讨论
Strategy 模式和 Template 模式解决了类似的问题,但它们采用了不同的实现方式:Strategy 模式通过组合(委托)实现算法的异构,而 Template 模式则通过继承实现。这两种方式各有优缺点:
继承的优缺点
优点:
(1)易于修改和扩展被复用的实现。
缺点:
(1)破坏了封装性,父类的实现细节暴露给子类;
(2)属于“白盒”复用;
(3)当父类的实现更改时,所有子类都需要随之改变;
(4)继承的实现在运行期间不能改变(编译期间已确定)。
组合的优缺点
优点:
(1)属于“黑盒”复用,被包含对象的内部细节对外不可见;
(2)封装性好;
(3)实现和抽象的依赖性小;
(4)可以在运行期间动态定义实现(通过抽象基类的指针)。
缺点:
(1)系统中对象可能过多。
从上述对比可以看出,组合相比继承具有更好的灵活性和封装性。因此,在面向对象设计中,有一条重要的原则:优先使用对象组合,而非类继承(Favor Composition Over Inheritance)。
Strategy 模式通过组合的方式实现了算法与抽象接口的解耦,适用于需要在运行时动态切换算法的场景。与 Template 模式相比,Strategy 模式更加灵活,避免了继承带来的强耦合性。在实际开发中,优先使用组合而非继承,可以显著提高代码的可维护性和扩展性。
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