【设计模式】策略模式：可插拔算法，从硬编码到灵活适配，体会“算法解耦“思想

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🔖恐惧囚禁人的灵魂，希望可以让你自由。《肖申克的救赎》

文章目录

• 一. 光头强转行
  • 1.1 团结屯的故事
  • 1.2 新工作，新需求
• 二. 光头强的OO天赋
• 三. 李老板的新需求
  • 3.1 出大问题了
  • 3.2 继承可能不是答案
• 四. 最终方案
• 五. 总结

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。

classBear{public:virtual std::string FavoriteFood()=0;voidHibernation(){ std::cout <<"进行冬眠"<< std::endl;}voidClimbTree(){ std::cout <<"会爬树"<< std::endl;}voidLivingHabit(){ std::cout <<"住在树洞里面"<< std::endl;}protected:};classXiongDa:publicBear{public: std::string FavoriteFood()override{return"苹果";}};classXiongEr:publicBear{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：

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！

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。

1. 先把“怎么冬眠”抽象成一个接口族：

classHibernation_Behavior{public:virtualvoidHibernation()=0;};classHibernation_able:publicHibernation_Behavior{public:voidHibernation()override{ std::cout <<"进行冬眠"<< std::endl;}};classHibernation_unable:publicHibernation_Behavior{public:voidHibernation()override{ std::cout <<"不需要冬眠"<< std::endl;}};

2. 同理，把爬树能力也拆分出来：

classClimbTree_Behavior{public:virtualvoidClimbTree()=0;};classClimbTree_able:publicClimbTree_Behavior{public:voidClimbTree()override{ std::cout <<"会爬树"<< std::endl;}};classClimbTree_unable:publicClimbTree_Behavior{public:voidClimbTree()override{ std::cout <<"不需要爬树"<< std::endl;}};

3. 重构 Bear 类

classBear{public:virtualvoidHibernation()=0;virtualvoidClimbTree()=0;protected: std::shared_ptr<Hibernation_Behavior> hibernation_behavior_; std::shared_ptr<ClimbTree_Behavior> climbTree_behavior_;};

4. 各种熊的实现：

classBrownBear:publicBear{public:BrownBear(){ hibernation_behavior_ = std::make_shared<Hibernation_unable>(); climbTree_behavior_ = std::make_shared<ClimbTree_able>();}voidHibernation(){ hibernation_behavior_->Hibernation();}voidClimbTree(){ climbTree_behavior_->ClimbTree();}};classPanda:publicBear{public:Panda(){ hibernation_behavior_ = std::make_shared<Hibernation_unable>(); climbTree_behavior_ = std::make_shared<ClimbTree_able>();}voidHibernation(){ hibernation_behavior_->Hibernation();}voidClimbTree(){ 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。

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。我要去砍树…啊不，去Debug了，下期见！