C++常见设计模式之策略模式

1、策略模式是指定义一系列的算法，把它们一个个封装起来，并使他们可以相互替换，本模式使得算法可以独立于使用它的客户而变化。也就是说这些算法所完成的功能一样，对外接口一样，只是各自实现上存在差异。

2、下面以高速缓存（Cache）的替换算法为例，实现策略模式，什么是Cache的替换算法？当Cache缺失时，Cache控制器必须选择Cache中的一行，并用欲获得的数据来替换它（替换选中的这一行）。如何去选择Cache中的一行，怎样选择然后去进行替换，这个选择的方法就是Cache的替换算法。如FIFO（先进先出），LRU（最近最少使用，Random（随机）等算法。接触过计算机组成原理和计算机操作系统的朋友应该知道这些算法。没接触过的当然也没有关系，你可以当做你要去做一件事情，但是你有多种不同的方法可以完成这件事情，虽然完成的方法不同，但是目的都是将这件事情完成。

#include<iostream>
using namespace std;
//抽象的接口
class ReplaceAlgorithm
{
    
    
public:
	virtual void Replace() = 0;
};
//三种具体的置换算法
class LRU_ReplaceAlgorithm :public ReplaceAlgorithm
{
    
    
public:
	void Replace()
	{
    
    
		cout<<"最近最少使用"<<endl;
	}
};

class FIFO_ReplaceAlgorithm :public ReplaceAlgorithm
{
    
    
public:
	void Replace()
	{
    
    
		cout<<"先进先出"<<endl;
	}
};

class Random_ReplaceAlgorithm :public ReplaceAlgorithm
{
    
    
public:
	void Replace()
	{
    
    
		cout<<"随机选择"<<endl;
	}
};

//接着给出Cache的定义 这里很关键 Cache的实现方式直接影响了客户的使用方式，其关键在于
//如何指定替换算法

//方式一：直接通过参数指定，传入一个特定的算法指针

class Cache1
{
    
    
private:
	ReplaceAlgorithm *m_re;
public:
	Cache1(ReplaceAlgorithm *re)
	{
    
    
		m_re = re;
	}
	~Cache1()
	{
    
    
		delete m_re;
	}

	void Replace()
	{
    
    
		m_re->Replace();
	}
};
//如果用这种方法，客户就需要知道这些算法的具体定义，暴露太多细节

//方法二：也是直接通过参数指定，只不过不是传入指针，而是一个标签，这样客户只要
//知道算法相应的标签即可，而不需要知道算法的具体定义

enum RE{
    
    LRU,FIFO,RANDOM}; //标签

class Cache2
{
    
    
private:
	ReplaceAlgorithm *m_re;
public:
	Cache2(enum RE re)
	{
    
    
		if(re == LRU)
		    m_re = new LRU_ReplaceAlgorithm();
		else if(re = FIFO)
			m_re = new FIFO_ReplaceAlgorithm();
		else if(re = RANDOM)
			m_re = new Random_ReplaceAlgorithm();
		else
			m_re = NULL;
	}
	~Cache2()
	{
    
    
		delete m_re;
	}
	void Relace()
	{
    
    
		m_re->Replace();
	}
};

//相比方式一，这种方式用起来方便很多，这种方式将简单工厂模式与策略模式结合在一起，
//算法的定义使用了策略模式，而Cache的定义使用了简单工厂模式。

int main()
{
    
    
	//方式一
	Cache1 *cache1 = new Cache1(new LRU_ReplaceAlgorithm()); //暴露了算法的定义
	cache1->Replace();

	//方式二

	Cache2 *cache2 = new Cache2(LRU);
	cache2->Relace();

	return 0;
}

在这里插入图片描述
ReplaceAlgorithm是一个抽象类，定义了算法的接口，有三个类继承自这个抽象类，也就是具体的算法实现。Cache类中需要使用替换算法，因此维护了一个ReplaceAlgorithm的对象。这就是策略模式的典型结构。

策略模式侧重于同一个动作，实现该行为的算法的不同，不同的策略封装了不同的算法。策略模式适用于实现某一功能，而实现该功能的算法是经常改变的情况。在实际工作中，遇到了实际的场景，可能会有更深的体会。比如，我们做某一个系统，该系统可以适用于各种数据库，我们都知道，连接某一种数据库的方式是不一样的，也可以说，连接数据库的“算法”都是不一样的。这样我们就可以使用策略模式来实现不同的连接数据库的策略，从而实现数据库的动态变换。

其中部分内容参考于：https://blog.csdn.net/wuzhekai1985/article/details/6665197
https://www.cnblogs.com/ring1992/p/9593575.html

C++常见设计模式之策略模式

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