设计模式之策略模式C++实现

Posted 2021-10-15 今天也要努力搬砖

参考书籍《Head First设计模式》

设计模式和设计原则

策略模式定义了算法族，分别封装起来，让它们之间可以互相替换，此模式让算法的变化独立于使用算法的客户。

策略模式采用的设计原则：

1、找出应用中可能需要变化之处，把它们独立出来，不要和那些不需要变化的代码混在一起。

2、针对接口编程，而不是针对实现编程

3、多用组合少用继承

策略模式中的类

提到策略模式，常常会看到类似于下面的图。下图中包含了策略模式中用到的类，其中Stategy策略抽象类，定义了算法的接口（下面案例中的FlyBehavior和QuackBehavior是策略抽象类）。ConcreteStrategy具体策略类，实现具体算法（下面案例中的FlyWithWings、FlyWitNoWay、Quack、MuteQuack是具体策略类）。Context上下文类，拥有一个策略类引用，通过引用不同具体策略类，实现不同策略（下面案例中的Duck是上下文类）。

案列描述

希望鸭子的飞行和叫的行为动态变化。

代码实现

针对设计原则1，该案例中会变化的部分是飞和叫。那么将飞和叫分别设计成两个抽象类。

然后针对不同的飞行行为设计不同的子类继承自“飞”这个类，飞行为的类代码如下

class FlyBehavior
{
public:

	virtual void fly() = 0;

};

class FlyWithWings :public FlyBehavior
{
public:
	void fly()
	{
		std::cout << "I am flying!" << std::endl;
	}
};

class FlyWitNoWay :public FlyBehavior
{
public:
	void fly()
	{
		std::cout << "I can't fly!"<<std::endl;
	}
};

再针对不同的叫的行为设计不同的子类继承自“叫”这个类，叫行为代码实现如下

class QuackBehavior
{
public:
	virtual void quack() = 0;
};

class Quack :public QuackBehavior
{
	void quack()
	{
		std::cout << "Quack!" << std::endl;
	}
};

class MuteQuack
{
	void quack()
	{
		std::cout << "Slience!" << std::endl;
	}
};

鸭子类中应该有行为类的两个指针，然后在实现行为的接口performFly()和performQuack()中通过指针调用行为接口。另外还需要一个setFlyBehavior和setQuackBehavior方法动态的设定行为。

具体代码实现如下

class Duck
{
public:
	Duck()
	{
		//构造中两个指针设置为Nullptr
		m_flyBehavior = nullptr;
		m_quackBehavior = nullptr;
	}

	~Duck()
	{
		//析构中释放
		delete m_flyBehavior;
		delete m_quackBehavior;
	}

	void performFly()
	{
		m_flyBehavior->fly();
	}

	void performQuack()
	{
		m_quackBehavior->quack();
	}

	void setFlyBehavior(FlyBehavior* flyBehavior)
	{
		delete m_flyBehavior;
		m_flyBehavior = flyBehavior;
	}

	void setQuackBehavior(QuackBehavior* quackBehavior)
	{
		//防止内存泄漏
		delete m_quackBehavior;
		m_quackBehavior = quackBehavior;
	}
private:
	FlyBehavior* m_flyBehavior;
	QuackBehavior* m_quackBehavior;
};

最后实例化Duck类，动态改变其行为，进行测试，代码如下

void main()
{
	Duck* duck = new Duck();
	//一开始设置鸭子会飞会叫
	duck->setFlyBehavior(new FlyWithWings());
	duck->setQuackBehavior(new Quack());
	//执行策略
	duck->performFly();
	duck->performQuack();

	//改变鸭子的行为
	duck->setFlyBehavior(new FlyWitNoWay());
	duck->setQuackBehavior(new MuteQuack());

	//再次执行策略
	duck->performFly();
	duck->performQuack();

	system("pause");
}

执行结果