策略模式通过封装不同算法并使其可互换，提升代码灵活性；示例中Sorter上下文调用不同排序策略，体现多态与开闭原则。
策略模式是一种行为型设计模式，它让你定义一系列算法或行为，并将每种行为封装在独立的类中，使它们可以互换使用。在C++中实现策略模式，关键在于通过基类指针调用派生类的虚函数，从而实现运行时多态。
策略模式的核心结构
策略模式包含三个主要角色：
- Strategy（策略接口）： 定义所有支持算法的公共接口，通常是一个抽象基类，含有一个纯虚函数。
- ConcreteStrategy（具体策略）： 实现Strategy接口的具体类，每个类代表一种算法。
- Context（上下文）： 持有一个Strategy对象的引用或指针，客户端通过Context来使用具体的策略。
一个简单的C++实现示例
假设我们要实现不同的排序策略（如冒泡排序、快速排序），可以这样设计：
// 策略接口
class SortStrategy {
public:
virtual ~SortStrategy() = default;
virtual void sort(std::vector
// 具体策略：冒泡排序
class BubbleSort : public SortStrategy {
public:
void sort(std::vector
// 具体策略：快速排序
class QuickSort : public SortStrategy {
public:
void sort(std::vector
private:
void quickSortImpl(std::vector
int partition(std::vector<int>& arr, int low, int high) const {
int pivot = arr[high];
int i = low - 1;
for (int j = low; j < high; ++j) {
if (arr[j] <= pivot) {
++i;
std::swap(arr[i], arr[j]);
}
}
std::swap(arr[i + 1], arr[high]);
return i + 1;
}};
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// 上下文类 class Sorter { private: const SortStrategy* strategy;
public: explicit Sorter(const SortStrategy* strat = nullptr) : strategy(strat) {}
void setStrategy(const SortStrategy* strat) {
strategy = strat;
}
void performSort(std::vector<int>& data) const {
if (strategy)
strategy->sort(data);
}};
如何使用这个策略模式
客户端代码可以根据需要动态切换排序算法：
int main() { std::vectorSorter sorter; // 使用冒泡排序 BubbleSort bubble; sorter.setStrategy(&bubble); sorter.performSort(data); // 此时 data 已排序 // 切换为快速排序 QuickSort quick; sorter.setStrategy(&quick); sorter.performSort(data); return 0;
}
这种设计让算法的变化独立于使用它的客户端，符合开闭原则——对扩展开放，对修改关闭。
优点与适用场景
策略模式的优势包括：
- 避免使用大量的条件语句（如if-else或switch）选择算法。
- 算法可以独立于使用它的类进行变化和扩展。
- 便于单元测试，每个策略可以单独测试。
常见应用场景有：不同支付方式、多种数据压缩算法、渲染策略、路径规划等。
基本上就这些。只要理解了多态和接口抽象，C++中的策略模式实现并不复杂，但能显著提升代码的灵活性和可维护性。
