开源中文网

您的位置: 首页 > 编程开发 > C++语言编程 > 正文

详解C++设计模式编程中策略模式的优缺点及实现

来源: 网络整理  作者: 佚名

策略模式(Strategy):它定义了一系列的算法,并将每一个算法封装起来,而且使它们还可以相互替换。策略模式让算法的变化不会影响到使用算法的客户。策略模式和 Template 模式要解决的问题是相同(类似)的,都是为了给业务逻辑(算法)具体实现和抽象接口之间的解耦。策略模式将逻辑(算法)封装到一个类(Context)里面,通过组合的方式将具体算法的实现在组合对象中实现,再通过委托的方式将抽象接口的实现委托给组合对象实现。State 模式也有类似的功能,他们之间的区别将在讨论中给出。
UML图



优点:
1、 简化了单元测试,因为每个算法都有自己的类,可以通过自己的接口单独测试。
2、 避免程序中使用多重条件转移语句,使系统更灵活,并易于扩展。
3、 遵守大部分GRASP原则和常用设计原则,高内聚、低偶合。
缺点:
1、 因为每个具体策略类都会产生一个新类,所以会增加系统需要维护的类的数量。
2、 在基本的策略模式中,选择所用具体实现的职责由客户端对象承担,并转给策略模式的Context对象
实现示例:
Strategy.h
#include <iostream>
#include <string>
#include <memory>
using namespace std;

//strategy抽象类,用作接口
class Strategy
{
public:
  virtual string substitute(string str)=0;
  virtual ~Strategy()
  {
    cout<<" in the destructor of Strategy"<<endl;
  }
};

class ChineseStrategy:public Strategy
{
public:
  string substitute(string str)
  {
    int index=str.find("520");
    string tempstr=str.replace(index,3,"我爱你");
    return tempstr;
  }
  ~ChineseStrategy()
  {
    cout<<"in the destructor of ChineseStrategy"<<endl;
  }
};

class EnglishStrategy:public Strategy
{
public:
  string substitute(string str)
  {
    int index=str.find("520");
    string tempstr=str.replace(index,3,"i love ou");
    return tempstr;
  }
  ~EnglishStrategy()
  {
    cout<<" in the destructor of ChineseStrategy"<<endl;
  }
};

//Context类

class Translator
{
private:
  auto_ptr<Strategy> strategy;

     //在客户代码中加入算法(stategy)类型的指针。
public:
  ~Translator()
  {
    cout<<" in the destructor of Translator"<<endl;
  }
  void set_strategy(auto_ptr<Strategy> strategy)
  {
    this->strategy=strategy;
  }
  string translate(string str)
  {
    if(0==strategy.get())
      return "";
    return strategy->substitute(str);
  }
};

Strategy.cpp
#include "Strategy.h"

int main(int argc, char *argv)
{
  string str("321520");
  Translator *translator=new Translator;
  //未指定strategy的时候
  cout<<"No Strategy"<<endl;
  translator->translate(str);
  cout<<"---------------"<<endl;
  
  //翻译成中文
  auto_ptr<Strategy> s1(new ChineseStrategy);
  translator->set_strategy(s1);
  cout<<"Chinese Strategy"<<endl;
  cout<<translator->translate(str)<<endl;
  cout<<"---------------"<<endl;

  //翻译成英文
  auto_ptr<Strategy> s2(new EnglishStrategy);
  translator->set_strategy(s2);
  cout<<"English Strategy"<<endl;
  cout<<translator->translate(str)<<endl;
  cout<<"----------------"<<endl;

  delete translator;
  return 0;

}

关于策略模式的讨论
可以看到策略模式和 Template 模式解决了类似的问题,也正如在 Template 模式中分析的,策略模式和 Template 模式实际是实现一个抽象接口的两种方式:继承和组合之间的区别。要实现一个抽象接口,继承是一种方式:我们将抽象接口声明在基类中,将具体的实现放在具体子类中。组合(委托)是另外一种方式:我们将接口的实现放在被组合对象中,将抽象接口放在组合类中。这两种方式各有优缺点,先列出来:
1.继承:
优点:易于修改和扩展那些被复用的实现。
缺点:①破坏了封装性,继承中父类的实现细节暴露给子类了;②"白盒"复用,原因在 1)中;③当父类的实现更改时,其所有子类将不得不随之改变;④从父类继承而来的实现在运行期间不能改变(编译期间就已经确定了)。
2.组合:
优点:①"黑盒"复用,因为被包含对象的内部细节对外是不可见的;②封装性好,原因为 1);③实现和抽象的依赖性很小(组合对象和被组合对象之间的依赖性小);④可以在运行期间动态定义实现(通过一个指向相同类型的指针,典型的是抽象基类的指针)。
缺点:系统中对象过多。
从上面对比中我们可以看出,组合相比继承可以取得更好的效果,因此在面向对象的设计中的有一条很重要的原则就是:优先使用(对象)组合,而非(类)继承(FavorComposition Over Inheritance)。
实际上,继承是一种强制性很强的方式,因此也使得基类和具体子类之间的耦合性很强。例如在模板方法模式中在 ConcreteClass1 中定义的原语操作别的类是不能够直接复用(除非你继承自 AbstractClass,具体分析请参看模板方法模式文档)。而组合(委托)的方式则有很小的耦合性,实现(具体实现)和接口(抽象接口)之间的依赖性很小,例如在本实现中,ConcreteStrategyA 的具体实现操作很容易被别的类复用,例如我们要定义另一个 Context 类 AnotherContext,只要组合一个指向策略的指针就可以很容易地复用 ConcreteStrategyA 的实现了。
我们在 桥接模式的问题和桥接模式的分析中,正是说明了继承和组合之间的区别。请参看相应模式解析。
另外策略模式很状态模式也有相似之处,但是状态模式注重的对象在不同的状态下不同的操作。两者之间的区别就是状态模式中具体实现类中有一个指向 Context的引用,而策略模式则没有。具体分析请参看相应的状态模式分析中。

Tags:C++ 设计模式 优缺点
关于开源中文网 - 联系我们 - 广告服务 - 网站地图 - 版权声明