C++策略模式详解（从零开始掌握策略基类设计）

什么是策略模式？

策略模式的核心思想是：将算法的实现与使用该算法的客户端代码解耦。通过定义一个策略基类（通常是抽象类或接口），不同的具体策略类继承该基类并实现各自的算法逻辑。这样，客户端可以在运行时动态切换策略，而无需修改原有代码。

为什么使用策略模式？

• 避免使用大量的 if-else 或 switch 语句来选择不同算法。
• 提高代码的可维护性和可扩展性。
• 符合“开闭原则”：对扩展开放，对修改关闭。
• 便于单元测试，每个策略可独立测试。

第一步：定义策略基类

在 C++ 中，我们通常使用纯虚函数来定义抽象基类。这个基类就是我们的策略基类。

// Strategy.h#ifndef STRATEGY_H#define STRATEGY_H#include <iostream>class Strategy {public:    virtual ~Strategy() = default;        // 纯虚函数：定义策略接口    virtual void execute() const = 0;};#endif // STRATEGY_H

注意：virtual ~Strategy() = default; 提供了虚析构函数，确保通过基类指针删除派生类对象时能正确调用派生类的析构函数。

第二步：实现具体策略类

接下来，我们创建几个具体的策略类，它们都继承自 Strategy 基类，并实现 execute() 方法。

// ConcreteStrategies.h#ifndef CONCRETE_STRATEGIES_H#define CONCRETE_STRATEGIES_H#include "Strategy.h"class ConcreteStrategyA : public Strategy {public:    void execute() const override {        std::cout << "执行策略 A：快速排序\n";    }};class ConcreteStrategyB : public Strategy {public:    void execute() const override {        std::cout << "执行策略 B：归并排序\n";    }};class ConcreteStrategyC : public Strategy {public:    void execute() const override {        std::cout << "执行策略 C：冒泡排序\n";    }};#endif // CONCRETE_STRATEGIES_H

第三步：创建上下文类（Context）

上下文类持有对策略对象的引用，并提供一个接口让客户端设置和使用策略。

// Context.h#ifndef CONTEXT_H#define CONTEXT_H#include "Strategy.h"#include <memory>class Context {private:    std::unique_ptr<Strategy> strategy_;public:    // 构造函数接受一个策略    explicit Context(std::unique_ptr<Strategy> strategy)        : strategy_(std::move(strategy)) {}    // 允许在运行时更换策略    void setStrategy(std::unique_ptr<Strategy> strategy) {        strategy_ = std::move(strategy);    }    // 执行当前策略    void doSomeBusinessLogic() const {        if (strategy_) {            strategy_->execute();        } else {            std::cout << "未设置策略！\n";        }    }};#endif // CONTEXT_H

第四步：在主函数中使用策略模式

// main.cpp#include "Context.h"#include "ConcreteStrategies.h"int main() {    // 创建上下文并初始化为策略 A    Context context(std::make_unique<ConcreteStrategyA>());    context.doSomeBusinessLogic();    // 动态切换到策略 B    context.setStrategy(std::make_unique<ConcreteStrategyB>());    context.doSomeBusinessLogic();    // 再次切换到策略 C    context.setStrategy(std::make_unique<ConcreteStrategyC>());    context.doSomeBusinessLogic();    return 0;}

运行结果：

执行策略 A：快速排序执行策略 B：归并排序执行策略 C：冒泡排序

总结

通过以上步骤，我们成功实现了 C++策略模式 的基本结构。这种 策略基类设计 方法极大地提升了代码的灵活性和可维护性。无论你是学习 C++面向对象编程 的新手，还是希望优化现有项目的开发者，掌握这一 设计模式教程 中的核心思想都将大有裨益。

记住：好的设计不是一蹴而就的，但策略模式为你提供了一种优雅的方式来管理变化的算法逻辑。快去试试吧！