策略者模式

1.动机

• 完成一项任务，往往可以有多种不同的方式，每一种方式称为一个策略，我们可以根据环境或者条件的不同选择不同的策略来完成该项任务。
• 在软件开发中也常常遇到类似的情况，实现某一个功能有多个途径，此时可以使用一种设计模式来使得系统可以灵活地选择解决途径，也能够方便地增加新的解决途径。
• 在软件系统中，有许多算法可以实现某一功能，如查找、排序等，一种常用的方法是硬编码(Hard Coding)在一个类中，如需要提供多种查找算法，可以将这些算法写到一个类中，在该类中提供多个方法，每一个方法对应一个具体的查找算法；当然也可以将这些查找算法封装在一个统一的方法中，通过if…else…等条件判断语句来进行选择。这两种实现方法我们都可以称之为硬编码，如果需要增加一种新的查找算法，需要修改封装算法类的源代码；更换查找算法，也需要修改客户端调用代码。在这个算法类中封装了大量查找算法，该类代码将较复杂，维护较为困难。
• 除了提供专门的查找算法类之外，还可以在客户端程序中直接包含算法代码，这种做法更不可取，将导致客户端程序庞大而且难以维护，如果存在大量可供选择的算法时问题将变得更加严重。
• 为了解决这些问题，可以定义一些独立的类来封装不同的算法，每一个类封装一个具体的算法，在这里，每一个封装算法的类我们都可以称之为策略(Strategy)，为了保证这些策略的一致性，一般会用一个抽象的策略类来做算法的定义，而具体每种算法则对应于一个具体策略类。

2.定义

• 策略模式(Strategy Pattern)：定义一系列算法，将每一个算法封装起来，并让它们可以相互替换。策略模式让算法独立于使用它的客户而变化，也称为政策模式(Policy)。
• 策略模式为了适应不同的需求，只把变化点封装了，这个变化点就是实现不同需求的算法，但是，用户需要知道各种算法的具体情况。

3.结构

• Strategy：定义所有支持的算法的公共接口。Context使用这个接口来调用某ConcreteStrategy定义的算法；
• ConcreteStrategy：实现Strategy接口的具体算法；
• Context：使用一个ConcreteStrategy对象来配置；维护一个对Stategy对象的引用，同时，可以定义一个接口来让Stategy访问它的数据。

4.代码分析

#include <iostream>
using namespace std;

// 抽象策略类
class Strategy
{
public:
    virtual void AlgorithmInterface() = 0;
};

//具体策略类
class ConcreteStrategyA : public Strategy
{
public:
    void AlgorithmInterface()
    {
        cout << "I am from ConcreteStrategyA." << endl;
    }
};

//具体策略类
class ConcreteStrategyB : public Strategy
{
public:
    void AlgorithmInterface()
    {
        cout << "I am from ConcreteStrategyB." << endl;
    }
};

//具体策略类
class ConcreteStrategyC : public Strategy
{
public:
    void AlgorithmInterface()
    {
        cout << "I am from ConcreteStrategyC." << endl;
    }
};

class Context
{
public:
    //由一个策略类进行配置
    Context(Strategy *pStrategyArg) : pStrategy(pStrategyArg){};

    void ContextInterface()
    {
        pStrategy->AlgorithmInterface();
    }

private:
    Strategy *pStrategy;
};

int main()
{
    // Create the Strategy
    Strategy *pStrategyA = new ConcreteStrategyA;
    Strategy *pStrategyB = new ConcreteStrategyB;
    Strategy *pStrategyC = new ConcreteStrategyC;
    Context *pContextA = new Context(pStrategyA);
    Context *pContextB = new Context(pStrategyB);
    Context *pContextC = new Context(pStrategyC);
    
    pContextA->ContextInterface();
    pContextB->ContextInterface();
    pContextC->ContextInterface();

    if (pStrategyA) delete pStrategyA;
    if (pStrategyB) delete pStrategyB;
    if (pStrategyC) delete pStrategyC;

    if (pContextA) delete pContextA;
    if (pContextB) delete pContextB;
    if (pContextC) delete pContextC;

    system("pause");
    return 0;
}

5.模式分析

• 策略模式是一个比较容易理解和使用的设计模式，策略模式是对算法的封装，它把算法的责任和算法本身分割开，委派给不同的对象管理。策略模式通常把一个系列的算法封装到一系列的策略类里面，作为一个抽象策略类的子类。用一句话来说，就是“准备一组算法，并将每一个算法封装起来，使得它们可以互换”。
• 在策略模式中，应当由客户端自己决定在什么情况下使用什么具体策略角色。
• 策略模式仅仅封装算法，提供新算法插入到已有系统中，以及老算法从系统中“退休”的方便，策略模式并不决定在何时使用何种算法，算法的选择由客户端来决定。这在一定程度上提高了系统的灵活性，但是客户端需要理解所有具体策略类之间的区别，以便选择合适的算法，这也是策略模式的缺点之一，在一定程度上增加了客户端的使用难度。

6.优点

• 策略模式提供了对“开闭原则”的完美支持，用户可以在不修改原有系统的基础上选择算法或行为，也可以灵活地增加新的算法或行为。
• 策略模式提供了管理相关的算法族的办法。
• 策略模式提供了可以替换继承关系的办法。
• 使用策略模式可以避免使用多重条件转移语句。

7.缺点

• 客户端必须知道所有的策略类，并自行决定使用哪一个策略类。
• 策略模式将造成产生很多策略类，可以通过使用享元模式在一定程度上减少对象的数量。

8.适用环境

• 许多相关的类仅仅是行为有异。“策略”提供了一种用多个行为中的一个行为来配置一个类的方法；
• 需要使用一个算法的不同变体；
• 算法使用客户不应该知道的数据。可使用策略模式以避免暴露复杂的、与算法相关的数据结构；
• 一个类定义了多种行为，并且这些行为在这个类的操作中以多个条件语句的形式出现。将相关的条件分支移入它们各自的Strategy类中以替代这些条件语句。

9.总结

策略模式和状态模式，是大同小异的

• 状态模式讲究的是状态的变化，和不同状态下，执行的不同行为；
• 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。