C++策略模式应用算法族封装替换-C++-PHP中文网

C++策略模式应用算法族封装替换

P粉602998670

发布： 2025-08-24 11:46:01

原创

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策略模式通过封装算法族实现灵活替换，核心为策略接口、具体策略和上下文三部分，避免条件判断，支持运行时动态切换算法，符合开闭原则，提升代码可维护性与扩展性。

c++策略模式应用算法族封装替换

在C++中，策略模式是一种行为设计模式，它允许你定义一系列算法，并将每种算法封装起来，使它们可以互换使用。这种模式让算法的变化独立于使用它的客户端，特别适合需要动态切换算法或行为的场景。

策略模式的核心思想：算法族的封装与替换

策略模式通过将算法抽象为独立的类，使它们可以彼此替换，而无需修改使用算法的上下文代码。这样做的好处是：

避免大量条件判断语句（如 if-else 或 switch）来选择算法
算法可以独立变化，新增或修改算法不影响现有代码
运行时可动态切换算法

典型结构与实现方式

策略模式通常包含三个部分：

策略接口（Strategy）：定义所有支持算法的公共接口
具体策略（Concrete Strategy）：实现策略接口的具体算法类
上下文（Context）：持有策略对象，调用其方法执行算法

示例代码：

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假设我们要实现不同排序算法的切换：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
<p>// 策略接口
class SortStrategy {
public:
virtual ~SortStrategy() = default;
virtual void sort(std::vector<int>& data) = 0;
};</p><p>// 具体策略：快速排序
class QuickSort : public SortStrategy {
public:
void sort(std::vector<int>& data) override {
std::cout << "使用快速排序\n";
std::sort(data.begin(), data.end());
}
};</p><p>// 具体策略：冒泡排序（适用于小数据）
class BubbleSort : public SortStrategy {
public:
void sort(std::vector<int>& data) override {
std::cout << "使用冒泡排序\n";
for (size_t i = 0; i < data.size(); ++i)
for (size_t j = 0; j < data.size() - i - 1; ++j)
if (data[j] > data[j+1])
std::swap(data[j], data[j+1]);
}
};</p><p>// 上下文
class Sorter {
private:
SortStrategy<em> strategy_;
public:
explicit Sorter(SortStrategy</em> strategy) : strategy_(strategy) {}</p><pre class='brush:php;toolbar:false;'>void setStrategy(SortStrategy* strategy) {
    strategy_ = strategy;
}

void performSort(std::vector<int>& data) {
    if (strategy_)
        strategy->sort(data);
}

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};

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使用示例：

int main() {
    std::vector<int> data = {5, 2, 9, 1, 5, 6};
<pre class='brush:php;toolbar:false;'>QuickSort quickSort;
BubbleSort bubbleSort;

Sorter sorter(&quickSort);
sorter.performSort(data);  // 输出：使用快速排序

sorter.setStrategy(&bubbleSort);
sorter.performSort(data);  // 输出：使用冒泡排序

return 0;

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}