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c++怎么在运行时动态选择一个算法实现_C++策略模式与运行时决策

尼克

发布： 2025-11-19 18:03:42

原创

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策略模式通过抽象接口封装算法，使算法可在运行时动态切换。其核心由抽象策略、具体策略和上下文组成，结合智能指针管理生命周期，实现解耦与扩展，适用于排序、加密等场景。

c++怎么在运行时动态选择一个算法实现_c++策略模式与运行时决策

在C++中，若想在运行时根据条件动态选择不同的算法实现，策略模式（Strategy Pattern）是一种经典且高效的设计方式。它将算法封装成独立的类，并通过统一接口进行调用，使得算法可以在运行时灵活替换，而无需修改使用算法的客户端代码。

策略模式的基本结构

策略模式包含三个核心组成部分：

抽象策略（Strategy）：定义算法的公共接口，通常是一个抽象基类或纯虚函数接口。
具体策略（Concrete Strategy）：继承自抽象策略，实现具体的算法逻辑。
上下文（Context）：持有策略对象的引用或指针，负责在运行时调用算法，可动态切换策略。

示例代码：

#include <iostream>
#include <memory>
<p>// 抽象策略
struct SortingStrategy {
virtual void sort(std::vector<int>& data) = 0;
virtual ~SortingStrategy() = default;
};</p><p>// 具体策略：快速排序
struct QuickSort : SortingStrategy {
void sort(std::vector<int>& data) override {
std::cout << "使用快速排序\n";
// 实际排序逻辑可用 std::sort 或手写快排
std::sort(data.begin(), data.end());
}
};</p><p>// 具体策略：冒泡排序（适用于小数据集）
struct BubbleSort : SortingStrategy {
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:
std::unique_ptr<SortingStrategy> strategy;
public:
void setStrategy(std::unique_ptr<SortingStrategy> s) {
strategy = std::move(s);
}</p><pre class="brush:php;toolbar:false;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">void executeSort(std::vector<int>& data) {
    if (strategy)
        strategy->sort(data);
}

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};

运行时决策：如何选择策略

真正的“动态选择”发生在程序运行期间，根据输入、配置或环境决定使用哪种算法。

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例如，可以根据数据规模自动选择更高效的排序方式：

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std::unique_ptr<SortingStrategy> chooseStrategy(size_t dataSize) {
    if (dataSize < 50)
        return std::make_unique<BubbleSort>();
    else
        return std::make_unique<QuickSort>();
}

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主函数中动态绑定策略：

int main() {
    std::vector<int> data = {/* 大量或少量数据 */};
<pre class="brush:php;toolbar:false;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">Sorter sorter;
sorter.setStrategy(chooseStrategy(data.size()));

sorter.executeSort(data);
return 0;

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}