策略模式实战：从继承陷阱到算法解耦的 C++ 重构之路

代码看起来行云流水，提交 Git 后李老板看后直呼内行。但很快，新的业务需求来了。

二、危机出现：继承不是万能药

李老板发现这个程序很有商业价值，要把业务扩展到全宇宙的森林，不只是团结屯。系统需要支持北极熊、熊猫，甚至玩具熊。

这时候我才发现，之前为了偷懒把 Hibernation 和 ClimbTree 写死在基类里，简直是在给自己挖坑！

• 北极熊：不冬眠啊！
• 玩具熊：人家连活物都不是，爬个鬼的树！

如果继续用继承，我只能覆盖基类的方法。如果有 100 种不冬眠的熊，我就要写 100 遍'不冬眠'的函数吗？我希望通过继承的方式来达到代码复用的目的，但是涉及到维护时，效果并不是那么好，现在代码已经完全不能进行代码的复用了。

三、破局之道：组合优于继承

痛定思痛，回想起设计原则：找出应用中可能需要变化之处，把它们独立出来，不要和那些不需要变化的代码混在一起。

简单说就是：既然'怎么爬树'和'怎么冬眠'是会变的，那就把它们踢出 Bear 类，单独封装！ 我要把'行为'变成一种'零件'，哪只熊需要什么零件，组装上去就行了。这就是组合。你决定将基类的方式实现进行封装起来，对代码进行重构。

现在，Bear 类不再亲自负责实现'爬树'这个动作，它只负责拥有一个'爬树行为'的接口。具体怎么爬？让接口的实现类去操心吧！

四、最终方案：策略模式落地

为了代码整洁，我们专注于重构 Hibernation 和 ClimbTree 这两个变化点。

1. 抽象行为接口族

先把'怎么冬眠'抽象成一个接口族：

#include <memory>

class Hibernation_Behavior {
public:
    virtual void Hibernation() = 0;
};

class Hibernation_able : public Hibernation_Behavior {
public:
    void Hibernation() override {
        std::cout << "进行冬眠" << std::endl;
    }
};

class Hibernation_unable : public Hibernation_Behavior {
public:
    void Hibernation() override {
        std::cout << "不需要冬眠" << std::endl;
    }
};

2. 拆分爬树能力

同理，把爬树能力也拆分出来：

class ClimbTree_Behavior {
public:
    virtual void ClimbTree() = 0;
};

class ClimbTree_able : public ClimbTree_Behavior {
public:
    void ClimbTree() override {
        std::cout << "会爬树" << std::endl;
    }
};

class ClimbTree_unable : public ClimbTree_Behavior {
public:
    void ClimbTree() override {
        std::cout << "不需要爬树" << std::endl;
    }
};

3. 重构 Bear 类

现在的 Bear 类不再直接实现行为，而是持有行为的指针。这里使用 std::shared_ptr 来管理生命周期。

class Bear {
public:
    // 委托调用
    virtual void Hibernation() = 0;
    virtual void ClimbTree() = 0;
    
protected:
    std::shared_ptr<Hibernation_Behavior> hibernation_behavior_;
    std::shared_ptr<ClimbTree_Behavior> climbTree_behavior_;
};

4. 各种熊的实现

在子类中装配不同的行为策略：

class BrownBear : public Bear {
public:
    BrownBear() {
        hibernation_behavior_ = std::make_shared<Hibernation_unable>();
        climbTree_behavior_ = std::make_shared<ClimbTree_able>();
    }
    void Hibernation() {
        hibernation_behavior_->Hibernation();
    }
    void ClimbTree() {
        climbTree_behavior_->ClimbTree();
    }
};

class Panda : public Bear {
public:
    Panda() {
        hibernation_behavior_ = std::make_shared<Hibernation_unable>();
        climbTree_behavior_ = std::make_shared<ClimbTree_able>();
    }
    void Hibernation() {
        hibernation_behavior_->Hibernation();
    }
    void ClimbTree() {
        climbTree_behavior_->ClimbTree();
    }
};

五、总结

这就是传说中的策略模式（Strategy Pattern）！

通过把 Hibernation_Behavior 和 ClimbTree_Behavior 定义为算法族，我们将行为的实现与使用行为的 Bear 类彻底解耦。

好处显而易见：

1. 复用性起飞：如果不冬眠的代码逻辑变了，我只需要改 Hibernation_unable 这一个类，所有不冬眠的熊都会自动更新。
2. 扩展性无敌：李老板要是让我加个'机械熊'，我只需要新写一个 RocketJump_Behavior，然后在机械熊里装配上就行，根本不用去动原来的代码。

最后策略模式定义就是：定义算法族，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。