设计模式：策略模式实现算法解耦与灵活扩展

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一。光头强转行

1.1 团结屯的故事

我是光头强。以前，我每天的生活就是被两头臭狗熊按在地上摩擦，不仅树砍不到，还要承受李老板的夺命连环 Call 和扣工资威胁。

直到有一天，我捡到了一本《C++ Primer》（虽然我也忘了森林里为啥会有这书）。那一刻，我悟了！砍树是没有前途的，计算机才是第一生产力！

我狠下心来闭关修炼，左手 C++，右手面向对象（OO），发际线虽然更高了（额，我好像也没什么头发），但我感觉自己强得可怕。于是，我把电锯一扔，拿起键盘，给李老板发了辞职信：'世界那么大，我想去敲代码。'

李老板一听我要走，顿时慌了：'强子！你走了，《熊出没》还怎么拍？这动画片没反派怎么行？这样，工资翻倍（虽然原来只有 300），给你安排新岗位：首席架构师。你给我开发一个《狗熊模拟器》！'

为了那点窝囊费……啊不，为了展现我的技术。

1.2 新工作，新需求

项目需求文档 - 《狗熊模拟器 v1.0》 甲方：李老板描述：模拟团结屯狗熊的习性。 功能点：冬眠、爬树、居住习惯，以及最喜欢的食物。

二。光头强的 OO 天赋

看完需求，我嘴角上扬。这不就是典型的继承题吗？既然熊大熊二都住在团结屯，除了吃的口味不同，其他行为（冬眠、爬树、住树洞）完全一致。我决定使用继承大法，主打一个代码复用，少写一行是一行。

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class Bear {
public:
    virtual std::string FavoriteFood() = 0;
    void Hibernation() { 
        std::cout << "进行冬眠" << std::endl;
    }
    void ClimbTree() { 
        std::cout << "会爬树" << std::endl;
    }
    void LivingHabit() { 
        std::cout << "住在树洞里面" << std::endl;
    }
protected:
};

class XiongDa : public Bear {
public:
    std::string FavoriteFood() override {
        return "苹果";
    }
};

class XiongEr : public Bear {
public:
    std::string FavoriteFood() override {
        return "蜂蜜";
    }
};

代码行云流水，提交 Git，李老板看后直呼内行。

三。李老板的新需求

李老板发现这个程序很有商业价值，格局打开，要把业务扩展到全宇宙的森林，不只是团结屯。

3.1 出大问题了

新增需求：系统要支持北极熊、熊猫、甚至玩具熊。

这时候我才发现，刚刚为了偷懒把 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了：

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为了适配新物种，我必须在每个子类里重写代码。

如果有 100 种不冬眠的熊，我就要写 100 遍'不冬眠'的函数？

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。

3.2 继承可能不是答案

我痛定思痛，回想起那本 C++ 圣经上的教诲：

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！

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四。最终方案

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

首先，先把'怎么冬眠'抽象成一个接口族：

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;
    }
};

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;
    }
};

接下来重构 Bear 类，让它持有行为指针而不是直接实现：

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

最后是各种熊的实现，根据特性装配不同的行为组件：

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：

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。
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。

好了，代码写完了，李老板对此非常满意，决定再奖励我加班修 Bug。我要去 Debug 了。