C++ 设计模式-策略模式

设计模式介绍

一、策略模式

1. 策略模式定义

定义一系列的算法，把它们一个个封装起来，并且使它们可相互替换。本模式使得算法可独立于使用它的客户而变化。

2. 策略模式本质

分离算法，选择实现
策略算法是相同行为的不同实现

3. 策略模式结构和说明

(1) 结构

(2) 调用顺序

4. 策略模式适用情况

1. 出现有许多相关的类，仅仅是行为有差别的情况下，可以使用策略模式来使用多个行为中的一个来配置一个类的方法，实现算法动态切换。
2. 出现同一个算法，有很多不同实现的情况下，可以使用策略模式来把这些“不同的实现”实现成为一个算法的类层次。
3. 需要封装算法中，有与算法相关数据的情况下，可以使用策略模式来避免暴露这些跟算法相关的数据结构。
4. 出现抽象一个定义了很多行为的类，并且是通过多个if-lse语句来选择这些行为的情况下，可以使用策略模式来代替这些条件语句。

5. 策略模式优缺点

(1) 优点

1. 定义一系列算法
   策略模式的功能就是定义一系列算法，实现让这些算法可以相互替换。所以会为这一系列算法定义公共的接口，以约束一系列算法要实现的功能。如果这一系列算法具有公共功能，可以把策略接口实现成为抽象类，把这些公共功能实现到父类中，对于这个问题，前面讲了三种处理方法，这里就不再啰嗦了。
2. 避免多重条件语句
   根据前面的示例会发现，策略模式的一系列策略算法是平等的，是可以互换的，写在一起就是通过if-else结构来组织，如果此时具体的算法实现中又有条件语句，就构成了多重条件语句，使用策略模式能避免这样的多重条件语句。
3. 更好的扩展性
   在策略模式中扩展新的策略实现非常容易，只要增加新的策略实现类，然后在使用策略的地方选择使用这个新的策略实现就可以了。

(2) 缺点

1. 客户必须了解每种策略的不同
   策略模式也有缺点，比如让客户端来选择具体使用哪一个策略，这就需要客户了解所有的策略，还要了解各种策略的功能和不同，这样才能做出正确的选择，而且这样也暴露了策略的具体实现。
2. 增加了对象数目
   由于策略模式把每个具体的策略实现都单独封装成为类，如果备选的策略很多的话，那么对象的数目就会很可观。
3. 只适合扁平的算法结构
   策略模式的一系列算法地位是平等的，是可以相互替换的，事实上构成了一个扁平的算法结构，也就是在一个策略接口下，有多个平等的策略算法，就相当于兄弟算法。而且在运行时刻只有一个算法被使用，这就限制了算法使用的层级，使用的时候不能嵌套使用。

6. 相关模式

1. 策略模式和状态模式
   这两个模式从模式结构上看是一样的，但是实现的功能却是不一样的。
   状态模式是根据状态的变化来选择相应的行为，不同的状态对应不同的类，每个状态对应的类实现了该状态对应的功能，在实现功能的同时，还会维护状态数据的变化。这些实现状态对应的功能的类之间是不能相互替换的。策略模式是根据需要或者是客户端的要求来选择相应的实现类，各个实现类是平等的，是可以相互替换的。另外策略模式可以让客户端来选择需要使用的策略算法；而状态模式一般是由上下文，或者是在状态实现类里面来维护具体的状态数据，通常不由客户端来指定状态。
2. 策略模式和模板方法模式
   这两个模式可组合使用，如同前面示例的那样。
   模板方法重在封装算法骨架：而策略模式重在分离并封装算法实现
3. 策略模式和享元模式
   这两个模式可组合使用。
   策略模式分离并封装出一系列的策略算法对象，这些对象的功能通常都比较单一，很多时候就是为了实现某个算法的功能而存在。因此，针对这一系列的、多个细粒度的对象，可以应用享元模式来节省资源，但前提是这些算法对象要被频繁地使用，如果偶尔用一次，就没有必要做成享元了。

策略模式示例代码

//示例1
#include 
#include 
#include 

using namespace std;

//高层策略接口
class Strategy
{
public:
    virtual double CalcPrice(double  goodsPrice){return 0;}
};

//具体策略
//普通客户策略
class NormalCustomerStrategy : public Strategy
{
public:
    double CalcPrice(double  goodsPrice) override
    {
        //普通客户没有折扣
        std::cout<<"普通客户没有折扣"<CalcPrice(goodsPrice);
        }
        return 0;
    }
private:
    std::unique_ptr pStrategy {nullptr};
};
int main()
{
    {
        Price price(new NormalCustomerStrategy);
        double goodsPrice = price.Quote(100);
        std::cout<<"普通客户最终价:"<

//示例2
#include 
#include 
#include 

using namespace std;

//策略模式扩展方式
//1.扩展上下文:通过继承上下文方式,然后在子类中添加相关数据
//2.扩展策略算法:在具体策略算法中添加相关数据

//高层策略接口
class PayStrategy
{
public:
    //virtual void Pay(PayContext* pPayContext){} //c++ 没有反射 不能直接传入context 然后获取上下文相关数据 适用于扩展方式1
    virtual void Pay(const std::string& user, double money){}
};

//具体策略
//人民币现金支付
class RMBCashStrategy : public PayStrategy
{
public:
    void Pay(const std::string& user, double money) override
    {
        std::cout<Pay(this->user, this->money);
        }
    }

private:
    std::unique_ptr pPayStrategy {nullptr};
};


int main()
{
    {
        PayContext* payContext = new PayContext("张三", 100.0, new RMBCashStrategy());
        payContext->PayNow();
    }

    {
        PayContext* payContext = new PayContext("petter", 200.0, new DollarCashStrategy());
        payContext->PayNow();
    }

    {
        PayContext* payContext = new PayContext("李四", 300.0, new RMBAccountStrategy("123456789"));
        payContext->PayNow();
    }
    return 0;
}
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