策略模式通过封装算法族实现灵活替换,核心为策略接口、具体策略和上下文三部分,避免条件判断,支持运行时动态切换算法,符合开闭原则,提升代码可维护性与扩展性。

在C++中,策略模式是一种行为设计模式,它允许你定义一系列算法,并将每种算法封装起来,使它们可以互换使用。这种模式让算法的变化独立于使用它的客户端,特别适合需要动态切换算法或行为的场景。
策略模式的核心思想:算法族的封装与替换
策略模式通过将算法抽象为独立的类,使它们可以彼此替换,而无需修改使用算法的上下文代码。这样做的好处是:
避免大量条件判断语句(如 if-else 或 switch)来选择算法算法可以独立变化,新增或修改算法不影响现有代码运行时可动态切换算法
典型结构与实现方式
策略模式通常包含三个部分:
策略接口(Strategy):定义所有支持算法的公共接口具体策略(Concrete Strategy):实现策略接口的具体算法类上下文(Context):持有策略对象,调用其方法执行算法
示例代码:
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假设我们要实现不同排序算法的切换:
#include #include #include// 策略接口class SortStrategy {public:virtual ~SortStrategy() = default;virtual void sort(std::vector& data) = 0;};
// 具体策略:快速排序class QuickSort : public SortStrategy {public:void sort(std::vector& data) override {std::cout << "使用快速排序n";std::sort(data.begin(), data.end());}};
// 具体策略:冒泡排序(适用于小数据)class BubbleSort : public SortStrategy {public:void sort(std::vector& data) override {std::cout << "使用冒泡排序n";for (size_t i = 0; i < data.size(); ++i)for (size_t j = 0; j data[j+1])std::swap(data[j], data[j+1]);}};
// 上下文class Sorter {private:SortStrategy strategy_;public:explicit Sorter(SortStrategy strategy) : strategy_(strategy) {}
void setStrategy(SortStrategy* strategy) { strategy_ = strategy;}void performSort(std::vector& data) { if (strategy_) strategy->sort(data);}
};
使用示例:
int main() { std::vector data = {5, 2, 9, 1, 5, 6};QuickSort quickSort;BubbleSort bubbleSort;Sorter sorter(&quickSort);sorter.performSort(data); // 输出:使用快速排序sorter.setStrategy(&bubbleSort);sorter.performSort(data); // 输出:使用冒泡排序return 0;
}
应用场景与优势
策略模式特别适用于以下情况:
有多个相似类,仅行为不同需要在运行时切换算法算法使用了难以公开的数据,封装后更安全想避免使用多重条件判断选择行为
优势包括:
提高代码可维护性:新增算法只需添加新类符合开闭原则:对扩展开放,对修改关闭算法可独立测试
基本上就这些。策略模式通过将算法封装成对象,实现灵活替换,是处理算法族切换的优雅方式。在C++中结合多态和指针/引用,能高效实现这一模式,同时保持良好的性能和扩展性。不复杂但容易忽略细节,比如内存管理和虚析构函数的使用。
以上就是C++策略模式应用 算法族封装替换的详细内容,更多请关注创想鸟其它相关文章!
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