策略模式通过封装不同算法并使其可互换,提升代码灵活性;示例中Sorter上下文调用不同排序策略,体现多态与开闭原则。

策略模式是一种行为型设计模式,它让你定义一系列算法或行为,并将每种行为封装在独立的类中,使它们可以互换使用。在C++中实现策略模式,关键在于通过基类指针调用派生类的虚函数,从而实现运行时多态。
策略模式的核心结构
策略模式包含三个主要角色:
Strategy(策略接口): 定义所有支持算法的公共接口,通常是一个抽象基类,含有一个纯虚函数。ConcreteStrategy(具体策略): 实现Strategy接口的具体类,每个类代表一种算法。Context(上下文): 持有一个Strategy对象的引用或指针,客户端通过Context来使用具体的策略。
一个简单的C++实现示例
假设我们要实现不同的排序策略(如冒泡排序、快速排序),可以这样设计:
// 策略接口class SortStrategy {public:virtual ~SortStrategy() = default;virtual void sort(std::vector& data) const = 0;};
// 具体策略:冒泡排序class BubbleSort : public SortStrategy {public:void sort(std::vector& data) const override {for (size_t i = 0; i data[j+1])std::swap(data[j], data[j+1]);}};
// 具体策略:快速排序class QuickSort : public SortStrategy {public:void sort(std::vector& data) const override {quickSortImpl(data, 0, data.size() – 1);}
private:void quickSortImpl(std::vector& arr, int low, int high) const {if (low
int partition(std::vector& arr, int low, int high) const { int pivot = arr[high]; int i = low - 1; for (int j = low; j < high; ++j) { if (arr[j] <= pivot) { ++i; std::swap(arr[i], arr[j]); } } std::swap(arr[i + 1], arr[high]); return i + 1;}
};
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// 上下文类class Sorter {private:const SortStrategy* strategy;
public:explicit Sorter(const SortStrategy* strat = nullptr) : strategy(strat) {}
void setStrategy(const SortStrategy* strat) { strategy = strat;}void performSort(std::vector& data) const { if (strategy) strategy->sort(data);}
};
如何使用这个策略模式
客户端代码可以根据需要动态切换排序算法:
int main() { std::vector data = {64, 34, 25, 12, 22, 11, 90};
Sorter sorter;// 使用冒泡排序BubbleSort bubble;sorter.setStrategy(&bubble);sorter.performSort(data);// 此时 data 已排序// 切换为快速排序QuickSort quick;sorter.setStrategy(&quick);sorter.performSort(data);return 0;
}
这种设计让算法的变化独立于使用它的客户端,符合开闭原则——对扩展开放,对修改关闭。
优点与适用场景
策略模式的优势包括:
避免使用大量的条件语句(如if-else或switch)选择算法。算法可以独立于使用它的类进行变化和扩展。便于单元测试,每个策略可以单独测试。
常见应用场景有:不同支付方式、多种数据压缩算法、渲染策略、路径规划等。
基本上就这些。只要理解了多态和接口抽象,C++中的策略模式实现并不复杂,但能显著提升代码的灵活性和可维护性。
以上就是C++怎么实现一个策略模式_C++设计模式与策略模式实现的详细内容,更多请关注创想鸟其它相关文章!
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