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news 2025/11/6 9:30:46

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篇十三：“策略模式：选择不同算法”

设计模式是软件开发中的重要知识，策略模式（Strategy Pattern）是一种行为型设计模式，用于在运行时根据不同的需求选择不同的算法或行为。本文将探讨策略模式的作用和实现方式，并演示在C++中如何应用策略模式来选择不同算法。

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1. 策略模式的作用：
在软件开发中，有时候需要根据不同的情况选择不同的算法或行为。例如，一个排序算法可以有多种不同的实现，而在不同的场景中需要选择不同的排序算法。策略模式提供了一种灵活的方式来管理算法族，使得它们可以互相替换而不影响客户端。

2. 策略模式的实现方式：
策略模式通过将每种算法封装成一个具体的策略类，然后将这些策略类继承自一个共同的抽象策略类。客户端代码通过调用抽象策略类的接口来使用不同的算法，而具体的算法实现则由具体策略类来提供。这样，客户端和具体的算法实现之间实现了解耦。

3. 在C++中使用策略模式：

a. 定义抽象策略类：

// Strategy.h
class Strategy {
public:virtual void doAlgorithm() const = 0;
};

b. 定义具体策略类：

// ConcreteStrategies.h
#include <iostream>class ConcreteStrategyA : public Strategy {
public:void doAlgorithm() const override {std::cout << "Using Strategy A" << std::endl;// 这里是具体的算法实现A}
};class ConcreteStrategyB : public Strategy {
public:void doAlgorithm() const override {std::cout << "Using Strategy B" << std::endl;// 这里是具体的算法实现B}
};class ConcreteStrategyC : public Strategy {
public:void doAlgorithm() const override {std::cout << "Using Strategy C" << std::endl;// 这里是具体的算法实现C}
};

c. 定义上下文类：

// Context.h
#include "Strategy.h"class Context {
public:Context(Strategy* strategy) : strategy_(strategy) {}void setStrategy(Strategy* strategy) {strategy_ = strategy;}void executeAlgorithm() const {if (strategy_) {strategy_->doAlgorithm();}}private:Strategy* strategy_;
};

d. 使用策略模式：

// main.cpp
#include "Context.h"
#include "ConcreteStrategies.h"int main() {ConcreteStrategyA strategyA;ConcreteStrategyB strategyB;ConcreteStrategyC strategyC;Context context(&strategyA);context.executeAlgorithm(); // 输出：Using Strategy Acontext.setStrategy(&strategyB);context.executeAlgorithm(); // 输出：Using Strategy Bcontext.setStrategy(&strategyC);context.executeAlgorithm(); // 输出：Using Strategy Creturn 0;
}

在上述示例中，我们首先定义了一个抽象策略类Strategy，其中包含了算法的抽象接口doAlgorithm()。然后，我们创建了具体的策略类ConcreteStrategyA、ConcreteStrategyB和ConcreteStrategyC，分别实现了不同的算法。

接着，我们定义了上下文类Context，其中包含了一个指向抽象策略类的指针。通过在上下文类中设置具体的策略对象，客户端可以在运行时选择不同的算法。在上下文类的成员函数executeAlgorithm()中，我们通过调用策略对象的接口来执行具体的算法。

4. 策略模式的代码解析：
策略模式通过封装每种算法成为独立的策略类，并使它们实现相同的抽象接口，从而实现了客户端和具体算法的解耦。在使用策略模式时，客户端代码只需要知道如何使用上下文类，并在需要时设置不同的策略对象即可，而无需关注具体的算法实现。

5. 注意事项：
在使用策略模式时，需要注意以下几点：

确定抽象策略类：在设计策略模式时，需要确定抽象策略类中包含哪些抽象接口，以及每个接口的作用。
策略选择：根据不同的业务需求，选择合适的策略实现，并将其设置给上下文类。需要根据实际需求选择合适的策略，从而达到最佳的性能和效果。

6. 总结：
策略模式是一种重要的设计模式，它允许在运行时根据不同的需求选择不同的算法或行为。在C++中，我们可以通过定义抽象策略类、具体策略类和上下文类来应用策略模式。策略模式可以提高代码的灵活性和可维护性，从而更好地应对变化的需求。

希望本文能够帮助您深入理解策略模式的作用和实现方式，并通过C++的示例代码演示了如何应用策略模式来选择不同算法。设计模式是软件开发中的重要知识，掌握不同的设计模式有助于提

高代码质量、可维护性和可扩展性。在后续的专栏文章中，我们将继续介绍更多设计模式的知识，包括原理、详细介绍、示例代码和代码解析，帮助您深入学习和应用设计模式。

参考文献：

Gamma, E., Helm, R., Johnson, R., & Vlissides, J. (1994). Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software. Addison-Wesley Professional.
C++ Core Guidelines: https://isocpp.github.io/CppCoreGuidelines/CppCoreGuidelines

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