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设计模式之策略模式C++实现
策略模式定义了算法族,分别封装起来,让它们之间可以互相替换,此模式让算法的变化独立于使用算法的客户。
策略模式UML图如下:
举例:
游泳池中有不同种类的鸭子,有绿头鸭,红头鸭,橡皮鸭,木头鸭等。不同鸭子的特征或行为不同。绿头鸭(MallardDuck)可以叫声是“quack”,会飞;橡皮鸭叫声是“queak”,不会飞;木头鸭不会叫,也不会飞。利用面向对象原理来设计来泳池中的各种鸭。要求:1.可扩展性好,当有新鸭加入时或鸭的行为有变动时,不用大量改动代码;2.复用性强。
设计UML图如下:
其中,Duck为一个基类,MallardDuck,RedheadDuck, RubberDuck, DecoyDuck继承自Duck。
FlyBehavior, QuackBehavior为鸭子的飞行和叫声行为,在java中可用接口表示,在C++中用抽象类表示。FlyWithWings等方法用来实现鸭子的行为。
代码如下:
#include <iostream> //飞行行为,用抽象类表示 classFlyBehavior{ public: virtual ~FlyBehavior(){}; virtual void fly() =0; }; //叫声行为,用抽象类表示 classQuackBehavior{ public: virtual ~QuackBehavior(){}; virtual void quack()= 0; }; //鸭子基类,有display,performFly, performQuack,swim等方法。 classDuck{ public: Duck(FlyBehavior*p_FlyBehavior,QuackBehavior* p_QuackBehavior) { pFlyBehavior= p_FlyBehavior; pQuackBehavior= p_QuackBehavior; } virtual ~Duck(){}; virtual voiddisplay(){}; void performFly() { pFlyBehavior->fly(); } void performQuack() { pQuackBehavior->quack(); } void swim() { std::cout<<("All ducks float, even decoys!")<< std::endl; } private: FlyBehavior*pFlyBehavior; QuackBehavior*pQuackBehavior; }; //实现飞行行为的方法类 classFlyWithWings : public FlyBehavior{ public: void fly(){ std::cout<< ("I'm flying!!")<<std::endl; } }; classFlyNoWay : public FlyBehavior{ public: void fly(){ std::cout<< ("I can't fly")<<std::endl; } }; //实现叫声行为的类 classQuack : public QuackBehavior{ public: void quack(){ std::cout<< ("Quack") <<std::endl; } }; classMuteQuack : public QuackBehavior{ public: void quack(){ std::cout<< ("<< Slience >>")<< std::endl; } }; classSqueak : public QuackBehavior{ public: void quack(){ std::cout<< "Squeak"<<std::endl; } }; //绿头鸭类 classMallardDuck : public Duck{ public: MallardDuck(FlyBehavior*fly_behavior = new FlyWithWings(), QuackBehavior*quack_behavior = new Quack()) :Duck(fly_behavior,quack_behavior){} void display() { std::cout<< "I'm a real Mallard duck"<< std::endl; } }; intmain() { Duck*mallard = new MallardDuck(); mallard->performFly(); mallard->performQuack(); return 0; }
执行结果如下:
I‘m flying!!
Quack
请按任意键继续. . .
可扩张性:当有新类型鸭子加入时,只要让其继承Duck类,并添加相应的行为方法类,初始化式用需要的行为方法类来初始化即可。
复用性:如会飞的鸭都可以用FlyWithWings。
设计原则的应用:
设计原则1:找出应用中可能需要变化之处,把他们独立出来,不要和哪些不需要变化的代码混在一起。(另外一种表述:将会变化的部分取出来并封装起来,好让其他部分不会受影响)。如上述例子中的FlyBehavior和QuackBehavior行为。
设计原则2:针对接口编程,而不是针对实现编程。如上述例子中的FlyBehavior和QuackBehavior,它们的实现都将实现其中的一个接口,而鸭子基类不会负责实现FlyBehavior和QuackBehavior接口。
设计原则3:多用组合,少用继承。如本例中,每一鸭子都有一个FlyBehavior和QuackBehavior。
参考
Head First设计模式