詳解C++設(shè)計模式編程中策略模式的優(yōu)缺點及實現(xiàn)
策略模式(Strategy):它定義了一系列的算法,并將每一個算法封裝起來,而且使它們還可以相互替換。策略模式讓算法的變化不會影響到使用算法的客戶。策略模式和 Template 模式要解決的問題是相同(類似)的,都是為了給業(yè)務(wù)邏輯(算法)具體實現(xiàn)和抽象接口之間的解耦。策略模式將邏輯(算法)封裝到一個類(Context)里面,通過組合的方式將具體算法的實現(xiàn)在組合對象中實現(xiàn),再通過委托的方式將抽象接口的實現(xiàn)委托給組合對象實現(xiàn)。State 模式也有類似的功能,他們之間的區(qū)別將在討論中給出。
UML圖
優(yōu)點:
1、 簡化了單元測試,因為每個算法都有自己的類,可以通過自己的接口單獨測試。
2、 避免程序中使用多重條件轉(zhuǎn)移語句,使系統(tǒng)更靈活,并易于擴(kuò)展。
3、 遵守大部分GRASP原則和常用設(shè)計原則,高內(nèi)聚、低偶合。
缺點:
1、 因為每個具體策略類都會產(chǎn)生一個新類,所以會增加系統(tǒng)需要維護(hù)的類的數(shù)量。
2、 在基本的策略模式中,選擇所用具體實現(xiàn)的職責(zé)由客戶端對象承擔(dān),并轉(zhuǎn)給策略模式的Context對象
實現(xiàn)示例:
Strategy.h
#include <iostream>
#include <string>
#include <memory>
using namespace std;
//strategy抽象類,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,"我愛你");
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類
class Translator
{
private:
auto_ptr<Strategy> strategy;
//在客戶代碼中加入算法(stategy)類型的指針。
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的時候
cout<<"No Strategy"<<endl;
translator->translate(str);
cout<<"---------------"<<endl;
//翻譯成中文
auto_ptr<Strategy> s1(new ChineseStrategy);
translator->set_strategy(s1);
cout<<"Chinese Strategy"<<endl;
cout<<translator->translate(str)<<endl;
cout<<"---------------"<<endl;
//翻譯成英文
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;
}
關(guān)于策略模式的討論
可以看到策略模式和 Template 模式解決了類似的問題,也正如在 Template 模式中分析的,策略模式和 Template 模式實際是實現(xiàn)一個抽象接口的兩種方式:繼承和組合之間的區(qū)別。要實現(xiàn)一個抽象接口,繼承是一種方式:我們將抽象接口聲明在基類中,將具體的實現(xiàn)放在具體子類中。組合(委托)是另外一種方式:我們將接口的實現(xiàn)放在被組合對象中,將抽象接口放在組合類中。這兩種方式各有優(yōu)缺點,先列出來:
1.繼承:
優(yōu)點:易于修改和擴(kuò)展那些被復(fù)用的實現(xiàn)。
缺點:①破壞了封裝性,繼承中父類的實現(xiàn)細(xì)節(jié)暴露給子類了;②"白盒"復(fù)用,原因在 1)中;③當(dāng)父類的實現(xiàn)更改時,其所有子類將不得不隨之改變;④從父類繼承而來的實現(xiàn)在運行期間不能改變(編譯期間就已經(jīng)確定了)。
2.組合:
優(yōu)點:①"黑盒"復(fù)用,因為被包含對象的內(nèi)部細(xì)節(jié)對外是不可見的;②封裝性好,原因為 1);③實現(xiàn)和抽象的依賴性很?。ńM合對象和被組合對象之間的依賴性小);④可以在運行期間動態(tài)定義實現(xiàn)(通過一個指向相同類型的指針,典型的是抽象基類的指針)。
缺點:系統(tǒng)中對象過多。
從上面對比中我們可以看出,組合相比繼承可以取得更好的效果,因此在面向?qū)ο蟮脑O(shè)計中的有一條很重要的原則就是:優(yōu)先使用(對象)組合,而非(類)繼承(FavorComposition Over Inheritance)。
實際上,繼承是一種強制性很強的方式,因此也使得基類和具體子類之間的耦合性很強。例如在模板方法模式中在 ConcreteClass1 中定義的原語操作別的類是不能夠直接復(fù)用(除非你繼承自 AbstractClass,具體分析請參看模板方法模式文檔)。而組合(委托)的方式則有很小的耦合性,實現(xiàn)(具體實現(xiàn))和接口(抽象接口)之間的依賴性很小,例如在本實現(xiàn)中,ConcreteStrategyA 的具體實現(xiàn)操作很容易被別的類復(fù)用,例如我們要定義另一個 Context 類 AnotherContext,只要組合一個指向策略的指針就可以很容易地復(fù)用 ConcreteStrategyA 的實現(xiàn)了。
我們在 橋接模式的問題和橋接模式的分析中,正是說明了繼承和組合之間的區(qū)別。請參看相應(yīng)模式解析。
另外策略模式很狀態(tài)模式也有相似之處,但是狀態(tài)模式注重的對象在不同的狀態(tài)下不同的操作。兩者之間的區(qū)別就是狀態(tài)模式中具體實現(xiàn)類中有一個指向 Context的引用,而策略模式則沒有。具體分析請參看相應(yīng)的狀態(tài)模式分析中。
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欄 目:C語言
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本文標(biāo)題:詳解C++設(shè)計模式編程中策略模式的優(yōu)缺點及實現(xiàn)
本文地址:http://www.jygsgssxh.com/a1/Cyuyan/2469.html
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