策略模式
策略模式
假设您决定使用包含多个字符串的数组或向量,并将它们作为列表输出 ["just", "like", "this"]
。
如果考虑不同的输出格式,您可能知道需要获取每个元素,并将其与一些额外的标记一起输出。但对于HTML或LaTeX这样的语言,列表还需要开始和结束标记或标记。这两种格式中的任何一种对列表的处理都是相似的(需要输出每个条目)和不同的(条目的输出方式)。这些都可以用一个单独的策略来处理。
我们可以制定一个渲染列表的策略:
- 渲染开始标签或元素
- 渲染每一个list元素
- 渲染关闭标签或元素
可以针对不同的输出格式制定不同的策略,然后将这些策略输入一个通用的、不变的算法来生成文本。这是另一种存在于动态(运行时可替换)和静态(由模板组成的、固定的)类型中的模式。让我们一起来探讨下它们。
动态策略
因此,我们的目标是打印一个markdown或html格式的简单的文本项列表:
enum class OutputFormat { markdown, html };
我们可以在基类ListStrategy中定义打印策略框架:
struct ListStrategy { virtual void start(ostringstream& oss){}; virtual void end(ostringstream& oss){}; virtual void add_list_item(ostringstream& oss, const string& item){}; };
现在让我们跳到文本处理组件。这个组件将调用打印列表的成员函数, append_list()
struct TextProcessor { void append_list(const verctor<string> items) { listStrategy->start(oss); for (auto &&item : items) listStrategy ->add_list_item(oss, item) listStrategy->end(oss); } private: ostringstream oss; unique_ptr<ListStrategy> listStrategy; };
在TextProcessor
中我们定义了一个oss的输出字符串缓冲区,我们正在使用的策略是渲染列表,当然还有append_list()
,它指定了为了实际渲染一个给定的策略列表,需要采取的一系列步骤。需要注意的是,正如前面所使用的,组合是两种可能的选项之一,可用于实现框架算法的具体实现。相反,我们可以添加像add_list_item()
这样的函数作为虚成员,由派生类覆盖:这就是模板方法模式。
现在我们可以继续为列表实现不同的打印策略,比如HtmlListStrategy
struct HtmlListStrategy : ListStrategy { void start(ostringstream& oss) override { oss << "<ul>\n"; } void end(ostringstream& oss) override { oss << "</ul>\n"; } void add_list_item(ostringstream& oss, const string& item) override { oss << "<li>" << item << "</li> \n" } };
我们可以用类似的方式实现MarkdownListStrategy
,但是因为Markdown不需要开始/结束标记,所以我们将只覆盖add_list_item()
函数。
struct MarkdownListStrategy : ListStrategy { void add_list_item(ostringstream& oss) override { oss << "*" << item; } };
现在我们可以开始使用文本处理器,为其提供不同的策略并得到不同的结果。例如:
TextProcessor tp; tp.set_output_format(OutputFormat::markdown); tp.append_list({"foo", "bar", "baz"}); cout << tp.str() << endl; // Output: // * foo // * bar // * baz
我们可以为在运行时可切换的策略做准备,这正是我们称之为动态策略的原因。这是在set_output_format()
函数中完成的,它的实现很简单
void set_output_format(OutputFormat format) { switch (format) { case OutputFormat::markdown: list_strategy = make_unique<MarkdownListStrategy>(); case OutputFormat::html: list_strategy = make_unique<HtmlListStrategy>(); break; } }
现在,从一种策略切换到另一种策略是很简单的,你可以直接看到结果:
tp.clear(); // clears the buffer tp.set_output_format(OutputFormat::Html); tp.append_list({"foo", "bar", "baz"}); cout << tp.str() << endl; // Output: // <ul> // <li>foo</li> // <li>bar</li> // <li>baz</li> // </ul>
静态策略
多亏了模板的魔力,你可以将任何策略直接融入到类型中。只需对 TextStrategy
类进行最少的更改:
template <typename LS> struct TextProcessor { void append_list(const vector<string> items) { list_strategy.start(oss); for (auto& item : items) list_strategy.add_list_item(oss, item); list_strategy.end(oss); } // other functions unchanged private: ostringstream oss; LS list_strategy; };
我们只是添加了 LS
模板参数,使用这种类型创建了一个成员策略,并开始使用它而不是我们之前使用的指针。 append_list()
的结果是相同的:
// markdown TextProcessor<MarkdownListStrategy> tpm; tpm.append_list({"foo", "bar", "baz"}); cout << tpm.str() << endl; // html TextProcessor<HtmlListStrategy> tph; tph.append_list({"foo", "bar", "baz"}); cout << tph.str() << endl;
前面示例的输出与动态策略的输出相同。请注意,我们必须创建两个 textProcessor
实例,每个实例都有不同的列表处理策略。
总结
策略设计模式允许你定义算法的框架,然后使用组合来提供与特定策略相关的缺失实现细节。这种方法存在于两种实现方式:
动态策略 只是保持一个指向正在使用的策略的指针/引用。想换一种不同的策略吗?只需更改引用。简单!
静态策略 要求您在编译时选择策略并坚持下去 - 以后没有改变主意的余地
应该使用动态策略还是静态策略?好吧,动态对象允许你在构造对象后重新配置对象。想象一个控制文本输出形式的 UI 设置:你更愿意拥有一个可切换的 TextProcessor
还是两个 TextProcessor<MarkdownStrategy>
和 TextProcessor<HtmlStrategy>
类型的变量?这真的取决于你。
最后一点,你可以限制类型采用的策略集:而不是允许通用 ListStrategy
参数,可以采用 std::variant
列出允许传入的类型。