C++ 设计模式之策略模式-编程知识

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【设计模式大纲】

【简介】什么是策略模式（第14种模式）

策略模式是⼀种⾏为型设计模式，它定义了⼀系列算法（这些算法完成的是相同的⼯作，只是实现不同），并将每个算法封装起来，使它们可以相互替换，⽽且算法的变化不会影响使⽤算法的客户。
举个例⼦，电商⽹站对于商品的折扣策略有不同的算法，⽐如新⽤户满减优惠，不同等级会员的打折情况不同，这种情况下会产⽣⼤量的if-else语句, 并且如果优惠政策修改时，还需要修改原来的代码，不符合开闭原则。
这就可以将不同的优惠算法封装成独⽴的类来避免⼤量的条件语句，如果新增优惠算法，可以添加新的策略类来实现，客户端在运⾏时选择不同的具体策略，⽽不必修改客户端代码改变优惠策略。

【基本结构】

策略模式包含下⾯⼏个结构：

策略类Strategy : 定义所有⽀持的算法的公共接⼝。
具体策略类ConcreteStrategy : 实现了策略接⼝，提供具体的算法实现。
上下⽂类Context : 包含⼀个策略实例，并在需要时调⽤策略对象的⽅法。

【简易实现】

下面利用Java代码对策略模式的实现流程作以说明：

1. 抽象策略类

abstract class Strategy {// 抽象⽅法public abstract void algorithmInterface();
}

2. 具体策略类1

// 2. 具体策略类1
class ConcreteStrategyA extends Strategy {@Overridepublic void algorithmInterface() {System.out.println("Strategy A");// 具体的策略1执⾏逻辑}
}

3.具体策略类2

// 3. 具体策略类2
class ConcreteStrategyB extends Strategy {@Overridepublic void algorithmInterface() {System.out.println("Strategy B");// 具体的策略2执⾏逻辑}
}

4. 上下文类

// 4. 上下⽂类
class Context {private Strategy strategy;// 设置具体的策略public Context(Strategy strategy) {this.strategy = strategy;}// 执⾏策略public void contextInterface() {strategy.algorithmlnterface();}
}

5. 客户端代码

// 5. 客户端代码
public class Main{public static void main(String[] args) {// 创建上下⽂对象，并设置具体的策略Context contextA = new Context(new ConcreteStrategyA());// 执⾏策略contextA.contextInterface();Context contextB = new Context(new ConcreteStrategyB());contextB.contextInterface();u}
}

【使用场景】

那什么时候可以考虑使⽤策略模式呢？

当⼀个系统根据业务场景需要动态地在⼏种算法中选择⼀种时，可以使⽤策略模式。例如，根据⽤户的⾏为选择不同的计费策略。
当代码中存在⼤量条件判断，条件判断的区别仅仅在于⾏为，也可以通过策略模式来消除这些条件语句。

在已有的⼯具库中，Java 标准库中的 Comparator 接⼝就使⽤了策略模式，通过实现这个接⼝，可以创建不同的⽐较器（指定不同的排序策略）来满⾜不同的排序需求。

【编码部分】

1. 题目描述

小明家的超市推出了不同的购物优惠策略，你可以根据自己的需求选择不同的优惠方式。其中，有两种主要的优惠策略：

1. 九折优惠策略：原价的90%。

2. 满减优惠策略：购物满一定金额时，可以享受相应的减免优惠。

具体的满减规则如下：

满100元减5元

满150元减15元

满200元减25元

满300元减40元

请你设计一个购物优惠系统，用户输入商品的原价和选择的优惠策略编号，系统输出计算后的价格。

2. 输入描述

输入的第一行是一个整数 N（1 ≤ N ≤ 20），表示需要计算优惠的次数。接下来的 N 行，每行输入两个整数，第一个整数M( 0 < M < 400) 表示商品的价格, 第二个整数表示优惠策略，1表示九折优惠策略，2表示满减优惠策略；

3. 输出描述

每行输出一个数字，表示优惠后商品的价格；

4. C++ 编码实例

/**
* @version Copyright (c) 2024 NCDC, Servo。 Unpublished - All rights reserved
* @file StrategyMode.hpp
* @brief 策略模式
* @autor 写代码的小恐龙er
* @date 2024/01/16
*/#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>using namespace std;// 前置声明// 优惠策略的抽象接口类
class AbstractStrategy;// 优惠策略的具体实现类1 -- 打 九折 
class StrategyNineDiscount;// 优惠策略的具体实现类2 -- 满减
class StrategyFullOut;// 上下文类 -- 调用优惠策略类
class DiscountContext;// 类的定义// 优惠策略的抽象接口类
class AbstractStrategy
{
// 接口函数
public:// 传入参数为 商品的原始价格 返回值为优惠后的价格virtual int ApplyDiscount(int originalPrice) = 0;
};// 优惠策略的具体实现类1 -- 打 九折 
class StrategyNineDiscount : public AbstractStrategy
{
// 成员函数
public:StrategyNineDiscount(){}// 重载 优惠函数int ApplyDiscount(int originalPrice) override {return (int) (originalPrice * 0.9);}
};// 优惠策略的具体实现类2 -- 满减
class StrategyFullOut : public AbstractStrategy
{
// 成员数据
private:int _prices[4] = {100, 150, 200, 300};int _discounts[4] = {5, 15, 25, 40};
// 成员函数
public:StrategyFullOut(){}// 重载 优惠函数int ApplyDiscount(int originalPrice) override { // 从最大的优惠开始判断int length = sizeof(_prices) / sizeof(_prices[0]);for(int i = length - 1; i >= 0; i--){if(originalPrice >= _prices[i]){return originalPrice - _discounts[i];}}// 未达到满减优惠区间 return originalPrice;}
};// 上下文类 -- 调用优惠策略类
class DiscountContext
{
// 成员数据
private:AbstractStrategy *_strategy;
// 成员函数
public://通过传入策略基类来构造该类的实例DiscountContext(AbstractStrategy *strategy){this->_strategy = strategy;}    // 管理优惠函数int ApplyDiscount(int originalPrice){ if(_strategy == nullptr) return 0;else return _strategy->ApplyDiscount(originalPrice);}
};int main()
{// 优惠次数int discountNum = 0;// 输入std::cin >> discountNum;// 构造上下文管理类DiscountContext *discountContext = nullptr;// 构造抽象策略类AbstractStrategy *strategy = nullptr;// 遍历输入所有的价格for(int i = 0; i < discountNum; i++){// 原始价格 和 优惠策略int originalPrice = 0;int discountType = 0;// 输入 std::cin >> originalPrice >> discountType;// 根据打折类型来操作if(discountType == 1){// 构造具体的优惠类strategy = new StrategyNineDiscount();}else if(discountType == 2){// 构造具体的优惠类strategy = new StrategyFullOut();}else std::cout << originalPrice << endl;discountContext = new DiscountContext(strategy);// 使用优惠函数originalPrice = discountContext->ApplyDiscount(originalPrice);std::cout<< originalPrice << endl;}// 析构if(strategy != nullptr){delete strategy;strategy = nullptr;}if(discountContext != nullptr){delete discountContext;discountContext = nullptr;}return 0;
}

......

To be continued.