设计模式 Day 8：策略模式（Strategy Pattern）完整讲解与实战应用

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前情回顾：Day 7 重点回顾

在 Day 7 中，我们彻底讲透了观察者模式：

它是典型的行为型模式，核心理念是“一变多知”，当一个对象状态变化时，自动通知所有订阅者。

我们通过 RxCpp 实现了工业级的事件广播系统，实现了多个模块订阅同一个数据源。

实战中，如协议解包系统、GUI 事件响应、股票系统等，都广泛采用观察者机制。

观察者模式强调“自动推送消息”，而今天我们进入策略模式，它更强调“主动选择行为”！

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策略模式（Strategy Pattern）是行为型设计模式中最具“切换能力”的一个，它的设计哲学非常明确：

将算法（行为）抽象为可替换的策略，使得行为的改变不依赖于使用它的对象本身。

策略模式特别适合处理：

• 多种业务逻辑切换（如支付方式）
• 动态选择不同算法（如压缩、路径规划）
• 可扩展、可配置的“策略中心”

本篇 Day 8，将从“动机、结构、语法、实战场景、项目代码、面试回答”六大维度，构建你对策略模式的完整掌握。

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一、设计动机：为什么要用策略模式？

✅ 需求背景举例：

• 一个支付接口，支持支付宝、微信、银行卡……你会怎么设计？
• 一个路径规划功能，支持最短路、最便宜路径、最快路径……如何实现动态切换？

如果使用 if-else 分支写法：

if (type == "alipay") {
    ...
} else if (type == "wechat") {
    ...
}

✅ 缺点：

• 不符合开闭原则
• 不方便扩展新策略
• 无法复用策略逻辑

这时就需要策略模式！

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二、结构定义与核心要点

✅ UML 类图结构

+------------------+
|   Strategy       |<------------------------------+
+------------------+                               |
| + execute()      |                               |
+------------------+                               |
        /\                                          |
        ||                                          |
+-------------------+     +-----------------------+ |
| AlipayStrategy     |     | WeChatStrategy        | |
+-------------------+     +-----------------------+ |
| + execute()        |     | + execute()           | |
+-------------------+     +-----------------------+ |
                                                   |
              +------------------------------+     |
              |     PaymentContext           |-----+
              +------------------------------+
              | - strategy: Strategy*        |
              | + setStrategy(Strategy*)     |
              | + pay()                      |
              +------------------------------+

✅ 角色说明

角色	职责
Strategy	策略接口，声明统一算法方法
ConcreteStrategy	具体策略类，封装各自逻辑
Context	上下文，持有当前策略对象

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三、完整 C++ 实现

✅ 抽象策略接口

class PaymentStrategy {
public:
    virtual void pay(int amount) = 0;
    virtual ~PaymentStrategy() = default;
};

✅ 具体策略类

class AlipayStrategy : public PaymentStrategy {
public:
    void pay(int amount) override {
        std::cout << "使用支付宝支付: " << amount << " 元" << std::endl;
    }
};

class WeChatStrategy : public PaymentStrategy {
public:
    void pay(int amount) override {
        std::cout << "使用微信支付: " << amount << " 元" << std::endl;
    }
};

class CreditCardStrategy : public PaymentStrategy {
public:
    void pay(int amount) override {
        std::cout << "使用信用卡支付: " << amount << " 元" << std::endl;
    }
};

✅ 上下文类

class PaymentContext {
private:
    std::unique_ptr<PaymentStrategy> strategy_;

public:
    void setStrategy(std::unique_ptr<PaymentStrategy> strategy) {
        strategy_ = std::move(strategy);
    }

    void pay(int amount) {
        if (strategy_)
            strategy_->pay(amount);
        else
            std::cout << "未设置支付方式！" << std::endl;
    }
};

✅ 使用示例

int main() {
    PaymentContext context;

    context.setStrategy(std::make_unique<AlipayStrategy>());
    context.pay(100);

    context.setStrategy(std::make_unique<WeChatStrategy>());
    context.pay(200);

    context.setStrategy(std::make_unique<CreditCardStrategy>());
    context.pay(300);
    return 0;
}

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四、真实项目中策略模式的应用场景

应用领域	策略角色示例
支付系统	支付方式切换：微信、支付宝、银行卡
压缩服务	gzip、zip、lz4 等算法策略
游戏角色AI	攻击策略、防御策略、逃跑策略
电商促销系统	折扣策略、满减策略、积分兑换策略
导航/路径规划	最快路线、最短路线、避开拥堵路线
编解码框架	JSON、XML、YAML 策略
图像处理	多种滤镜、降噪算法策略

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五、与状态模式、策略模式、工厂模式的对比

对比项	策略模式	状态模式	工厂模式
意图	封装行为算法，动态切换	封装对象状态与行为	封装创建过程，替代 new
变化点	行为逻辑	状态 + 行为	对象类型
是否持有引用	Context 中持有策略对象	状态机中持有当前状态对象	工厂方法中返回具体对象

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六、面试表达模板 + 问答技巧

❓面试官：你用过策略模式吗？什么场景？

✅ 回答示例：

“在我们支付平台中使用了策略模式来解耦支付方式。我们定义了 PaymentStrategy 接口，具体实现了 AlipayStrategy、WeChatStrategy 等类，业务调用通过 PaymentContext 设置策略并执行。策略模式让新增支付方式变得非常方便，无需改动旧逻辑，只需新增类即可。”

✅ 加分点：

• 强调“符合开闭原则”
• 使用 std::unique_ptr 管理生命周期
• 提出策略配置可从配置文件加载（JSON -> 类）

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七、总结回顾 + 记忆口诀

✅ 策略模式关键词：

• 行为可切换
• 算法封装
• 运行时替换
• 开闭原则
• 模块解耦

记忆口诀：

“行为封装进策略，替换逻辑不靠 if，扩展功能加新类，变化收敛更灵活。”

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八、明日预告：Day 9

命令模式（Command Pattern）实战详解：解耦请求者与执行者，构建可撤销、可重做、可排队的操作系统。