【C++设计模式之策略模式】分析及示例

描述

策略模式（Strategy Pattern）是一种行为型设计模式，它允许在运行时根据不同的情况选择算法的行为。该模式将算法的定义封装成一组易于切换和替换的类，使得算法可以独立于其使用者进行变化。

原理

策略模式通过将具体的算法封装在独立的策略类中，使得每个策略类都可以互相替换，而不会影响到客户端的代码。客户端通过持有某个策略类的引用，可以在运行时选择不同的策略以达到不同的行为。

类图

示例

假设有一个游戏角色类，角色需要根据不同的武器选择不同的攻方式。
首先，定义一个策略接口（Strategy），包含一个攻击方法（attack）；
其次，创建几个具体的策略类，如剑士策略（SwordsmanStrategy）、弓箭手策略（ArcherStrategy）等，每个策略类实现攻击方法；
最后，在角色类（Character）中持有一个策略对象，并在需要攻击时调用策略对象的攻击方法。

C++示例代码如下：

// 策略接口
class Strategy {
public:
    virtual void attack() = 0;
};

// 剑士策略
class SwordsmanStrategy : public Strategy {
public:
    void attack() override{
    	cout << "使用剑进行攻击！" << endl;
    }
};

// 弓箭手策略
class ArcherStrategy : public Strategy {
public:
    void attack() override {
        cout << "使用弓箭进行攻击！" << endl;
    }
};

// 角色类
class Character {
private:
    Strategy* strategy;

public:
    Character(Strategy* strategy) : strategy(strategy) {}

    void setStrategy(Strategy* newStrategy) {
        strategy = newStrategy;
    }

    void attack() {
        strategy->attack();
 }
};

// 使用示例
int main() {
    Strategy* swordsmanStrategy = new SwordsmanStrategy();
    Strategy* archerStrategy = new ArcherStrategy();

    Character character(swordsmanStrategy);
    character.attack();  // 输出: 使用剑进行攻击！

    character.setStrategy(archerStrategy);
    character.attack();  // 输出: 使用弓箭进行攻！

    delete swordsmanStrategy;
    swordsmanStrategy = 0;
    delete archerStrategy;
    archerStrategy = 0;

    return 0;
}

解释

在上述示例中，策略接口（Strategy）定义了攻击方法，然后创建了两个具体的策略类：剑士策略（SwordsmanStrategy和弓箭手策略（ArcherStrategy），它们分别实现了攻击方法。角色类（Character）持有一个策略对象，并在需要攻击时调用策略对象的攻击方法。

结论

策略模式通过使用接口或抽象类来定义一组算法，将其封装在不同的策略类中以实现算法的独立变化。这种设计模式可以提高代码的扩展性和可维护性。

应用场景

策略模式用于以下情况：

1. 当一个系统需要在多个算法中自由切换时；
2. 当一个类的行为可以在运行时根据不同条件选择不同的算法时；
3. 当需要通过扩展来增加新的算法，而不影响到使用算法的客户端代码时。

策略模式可以应用于各种场景，如支付方式选择、排序算法选择等。它将算法的选择与具体的业务逻辑分离，使得系统更加灵活和易于维护。