C++設(shè)計(jì)模式之策略模式
前言
剛剛加班回來(lái)；哎，公司規(guī)定平時(shí)加班只有10塊錢的餐補(bǔ)；星期六和星期天加班，只給串休假；在國(guó)家規(guī)定的節(jié)假日按照3倍工資發(fā)放。那么對(duì)于這么多的計(jì)算加班費(fèi)的方法，公司的OA系統(tǒng)是如何進(jìn)行做的呢？這就要說(shuō)到今天我這里總結(jié)的策略設(shè)計(jì)模式了。
策略模式
在GOF的《設(shè)計(jì)模式:可復(fù)用面向?qū)ο筌浖幕A(chǔ)》一書中對(duì)策略模式是這樣說(shuō)的：定義一系列的算法，把它們一個(gè)個(gè)封裝起來(lái)，并且使它們可相互替換。該模式使得算法可獨(dú)立于使用它的客戶而變化。
策略模式為了適應(yīng)不同的需求，只把變化點(diǎn)封裝了，這個(gè)變化點(diǎn)就是實(shí)現(xiàn)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(jì)算工資的算法進(jìn)行硬編碼，而是能自由的變化的。這就是策略模式。
UML類圖
Strategy：定義所有支持的算法的公共接口。Context使用這個(gè)接口來(lái)調(diào)用某ConcreteStrategy定義的算法；
ConcreteStrategy：實(shí)現(xiàn)Strategy接口的具體算法；
Context：使用一個(gè)ConcreteStrategy對(duì)象來(lái)配置；維護(hù)一個(gè)對(duì)Stategy對(duì)象的引用，同時(shí)，可以定義一個(gè)接口來(lái)讓Stategy訪問(wèn)它的數(shù)據(jù)。
使用場(chǎng)合
當(dāng)存在以下情況時(shí)使用Strategy模式：
1.許多相關(guān)的類僅僅是行為有異。“策略”提供了一種用多個(gè)行為中的一個(gè)行為來(lái)配置一個(gè)類的方法；
2.需要使用一個(gè)算法的不同變體；
3.算法使用客戶不應(yīng)該知道的數(shù)據(jù)。可使用策略模式以避免暴露復(fù)雜的、與算法相關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；
4.一個(gè)類定義了多種行為，并且這些行為在這個(gè)類的操作中以多個(gè)條件語(yǔ)句的形式出現(xiàn)。將相關(guān)的條件分支移入它們各自的Strategy類中以替代這些條件語(yǔ)句。（是不是和狀態(tài)模式有點(diǎn)一樣哦？）
代碼實(shí)現(xiàn)
首先實(shí)現(xiàn)最單純的策略模式，代碼如下：
#include <iostream>
using namespace std;
// The abstract strategy
class 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(shí)際操作的過(guò)程中，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，在main函數(shù)中，也就是在客戶端使用策略模式時(shí)，會(huì)創(chuàng)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(fù)雜度陡然增加了。那么，我們就可以借鑒簡(jiǎn)單工廠模式，使策略模式和簡(jiǎn)單工廠模式相結(jié)合，從而減輕客戶端的壓力，代碼實(shí)現(xiàn)如下：
#include <iostream>
using namespace std;
// Define the strategy type
typedef enum StrategyType
{
StrategyA,
StrategyB,
StrategyC
}STRATEGYTYPE;
// The abstract strategy
class Strategy
{
public:
virtual void AlgorithmInterface() = 0;
virtual ~Strategy() = 0; // 謝謝hellowei提出的bug，具體可以參見評(píng)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(gè)代碼中，其實(shí)，我們可能看到的更多的是簡(jiǎn)單工廠模式的應(yīng)用，我們將策略模式將簡(jiǎn)單工廠模式結(jié)合在了一起，讓客戶端使用起來(lái)更輕松。
總結(jié)
策略模式和狀態(tài)模式，是大同小異的；狀態(tài)模式講究的是狀態(tài)的變化，和不同狀態(tài)下，執(zhí)行的不同行為；而策略模式側(cè)重于同一個(gè)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)該行為的算法的不同，不同的策略封裝了不同的算法。策略模式適用于實(shí)現(xiàn)某一功能，而實(shí)現(xiàn)該功能的算法是經(jīng)常改變的情況。在實(shí)際工作中，遇到了實(shí)際的場(chǎng)景，可能會(huì)有更深的體會(huì)。比如，我們做某一個(gè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以適用于各種數(shù)據(jù)庫(kù)，我們都知道，連接某一種數(shù)據(jù)庫(kù)的方式是不一樣的，也可以說(shuō)，連接數(shù)據(jù)庫(kù)的“算法”都是不一樣的。這樣，我們就可以使用策略模式來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的連接數(shù)據(jù)庫(kù)的策略，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)的動(dòng)態(tài)變換。
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