C++中的策略模式

目录

策略模式（Strategy Pattern）

实际应用

电子商务系统的折扣策略

文本编辑器的格式化策略

文件压缩策略

总结

策略模式（Strategy Pattern）

策略模式是一种行为型设计模式，它定义了一个系列的算法，并将每一个算法封装起来，使它们可以相互替换。策略模式让算法的变化独立于使用算法的客户。

策略模式主要包含以下角色：
1. Context（上下文）：用一个具体策略对象来配置，维护一个对策略对象的引用。
2. Strategy（策略接口）：定义所有支持的算法的公共接口。
3. ConcreteStrategy（具体策略）：实现具体的算法。

实际应用

电子商务系统的折扣策略

-- 电子商务系统，可以根据不同的策略应用不同的折扣。

#include <iostream>
#include <memory>
#include <vector>

// 策略接口类
class DiscountStrategy {
public:
    virtual double applyDiscount(double price) = 0;
    virtual ~DiscountStrategy() = default;
};

// 具体策略类：无折扣
class NoDiscount : public DiscountStrategy {
public:
    double applyDiscount(double price) override {
        return price;
    }
};

// 具体策略类：百分比折扣
class PercentageDiscount : public DiscountStrategy {
private:
    double percentage;

public:
    PercentageDiscount(double percentage) : percentage(percentage) {}

    double applyDiscount(double price) override {
        return price * (1 - percentage / 100);
    }
};

// 具体策略类：固定金额折扣
class FixedDiscount : public DiscountStrategy {
private:
    double discount;

public:
    FixedDiscount(double discount) : discount(discount) {}

    double applyDiscount(double price) override {
        return price - discount;
    }
};

// 上下文类
class ShoppingCart {
private:
    std::unique_ptr<DiscountStrategy> strategy;
    std::vector<double> items;

public:
    void setStrategy(std::unique_ptr<DiscountStrategy> strategy) {
        this->strategy = std::move(strategy);
    }

    void addItem(double price) {
        items.push_back(price);
    }

    double calculateTotal() {
        double total = 0;
        for (double price : items) {
            total += strategy->applyDiscount(price);
        }
        return total;
    }
};

// 客户端代码
int main() {
    ShoppingCart cart;
    cart.addItem(100);
    cart.addItem(200);
    cart.addItem(300);

    cart.setStrategy(std::make_unique<NoDiscount>());
    std::cout << "Total price with no discount: " << cart.calculateTotal() << std::endl;

    cart.setStrategy(std::make_unique<PercentageDiscount>(10));
    std::cout << "Total price with 10% discount: " << cart.calculateTotal() << std::endl;

    cart.setStrategy(std::make_unique<FixedDiscount>(50));
    std::cout << "Total price with $50 discount: " << cart.calculateTotal() << std::endl;

    return 0;
}

文本编辑器的格式化策略

-- 文本编辑器，可以根据不同的策略应用不同的文本格式。

#include <iostream>
#include <memory>
#include <string>

// 策略接口类
class TextFormatStrategy {
public:
    virtual std::string format(const std::string& text) = 0;
    virtual ~TextFormatStrategy() = default;
};

// 具体策略类：大写格式
class UpperCaseFormat : public TextFormatStrategy {
public:
    std::string format(const std::string& text) override {
        std::string result = text;
        for (char& c : result) {
            c = std::toupper(c);
        }
        return result;
    }
};

// 具体策略类：小写格式
class LowerCaseFormat : public TextFormatStrategy {
public:
    std::string format(const std::string& text) override {
        std::string result = text;
        for (char& c : result) {
            c = std::tolower(c);
        }
        return result;
    }
};

// 具体策略类：首字母大写格式
class CapitalizedFormat : public TextFormatStrategy {
public:
    std::string format(const std::string& text) override {
        std::string result = text;
        if (!result.empty()) {
            result[0] = std::toupper(result[0]);
        }
        return result;
    }
};

// 上下文类
class TextEditor {
private:
    std::unique_ptr<TextFormatStrategy> strategy;

public:
    void setStrategy(std::unique_ptr<TextFormatStrategy> strategy) {
        this->strategy = std::move(strategy);
    }

    std::string formatText(const std::string& text) {
        return strategy->format(text);
    }
};

// 客户端代码
int main() {
    TextEditor editor;

    std::string text = "Hello World!";

    editor.setStrategy(std::make_unique<UpperCaseFormat>());
    std::cout << "UpperCase: " << editor.formatText(text) << std::endl;

    editor.setStrategy(std::make_unique<LowerCaseFormat>());
    std::cout << "LowerCase: " << editor.formatText(text) << std::endl;

    editor.setStrategy(std::make_unique<CapitalizedFormat>());
    std::cout << "Capitalized: " << editor.formatText(text) << std::endl;

    return 0;
}

文件压缩策略

-- 文件压缩系统，可以根据不同的策略应用不同的压缩算法。

#include <iostream>
#include <memory>
#include <string>

// 策略接口类
class CompressionStrategy {
public:
    virtual void compress(const std::string& file) = 0;
    virtual ~CompressionStrategy() = default;
};

// 具体策略类：ZIP压缩
class ZipCompression : public CompressionStrategy {
public:
    void compress(const std::string& file) override {
        std::cout << "Compressing " << file << " using ZIP compression." << std::endl;
    }
};

// 具体策略类：RAR压缩
class RarCompression : public CompressionStrategy {
public:
    void compress(const std::string& file) override {
        std::cout << "Compressing " << file << " using RAR compression." << std::endl;
    }
};

// 具体策略类：7Z压缩
class SevenZipCompression : public CompressionStrategy {
public:
    void compress(const std::string& file) override {
        std::cout << "Compressing " << file << " using 7Z compression." << std::endl;
    }
};

// 上下文类
class FileCompressor {
private:
    std::unique_ptr<CompressionStrategy> strategy;

public:
    void setStrategy(std::unique_ptr<CompressionStrategy> strategy) {
        this->strategy = std::move(strategy);
    }

    void compressFile(const std::string& file) {
        strategy->compress(file);
    }
};

// 客户端代码
int main() {
    FileCompressor compressor;

    std::string file = "example.txt";

    compressor.setStrategy(std::make_unique<ZipCompression>());
    compressor.compressFile(file);

    compressor.setStrategy(std::make_unique<RarCompression>());
    compressor.compressFile(file);

    compressor.setStrategy(std::make_unique<SevenZipCompression>());
    compressor.compressFile(file);

    return 0;
}

总结

策略模式通过将算法封装在独立的类中，使得算法的变化独立于使用算法的客户，从而可以提高代码的可扩展性和维护性。