引言：当if-else成为维护噩梦

在开发一个电商推荐系统时，我遇到过这样的场景：需要根据不同的用户群体（新用户/老用户/VIP）采用不同的推荐算法。最初的实现是简单的if-else分支，直到某天产品经理提出要支持"根据实时负载自动切换算法"的需求时，那些层层嵌套的条件语句突然变成了难以维护的"面条代码"。这正是策略模式（Strategy Pattern）的用武之地。

策略模式本质解析

核心思想

策略模式属于行为型设计模式，其核心是将算法家族分别封装，使它们可以相互替换。这种模式让算法的变化独立于使用算法的客户端，就像游戏角色可以随时更换武器而不影响战斗方式。

UML结构示例

cpp
// 策略接口
class SortStrategy {
public:
virtual void sort(vector& data) = 0;
virtual ~SortStrategy() = default;
};

// 具体策略
class QuickSort : public SortStrategy { /.../ };
class MergeSort : public SortStrategy { /.../ };

// 上下文
class SortContext {
uniqueptr strategy; public: void setStrategy(uniqueptr newStrategy) {
strategy = move(newStrategy);
}
void executeSort(vector& data) {
strategy->sort(data);
}
};

运行时算法替换的三种实现方式

1. 经典面向对象实现

cpp
// 使用示例
SortContext context;
context.setStrategy(make_unique());
context.executeSort(data);

// 运行时切换
context.setStrategy(make_unique());

优势：符合开闭原则，新增策略无需修改现有代码
代价：需要为每个策略创建单独类

2. C++函数对象方案

cpp
template
class SortContext {
Strategy strategy;
public:
void executeSort(vector& data) {
strategy(data);
}
};

// 使用lambda作为策略
auto quickSort = [](vector& data) { /.../ };
SortContext<decltype(quickSort)> context;

适用场景：策略逻辑简单时，代码更简洁

3. 现代C++的std::function实现

cpp class SortContext { function<void(vector<int>&)> strategy; public: void setStrategy(function<void(vector<int>&)> newStrategy) { strategy = newStrategy; } };

灵活性：可接受函数指针、lambda、bind表达式等

实战案例：游戏AI行为切换

假设我们在开发RPG游戏的NPC系统：cpp
// 行为策略
class BehaviorStrategy {
public:
virtual void update(NPC& npc) = 0;
};

// 具体行为
class AggressiveBehavior : public BehaviorStrategy {
void update(NPC& npc) override {
if(npc.detectEnemy()) npc.attack();
}
};

// 上下文管理
class NPC {
uniqueptr behavior; public: void changeToPassive() { behavior = makeunique();
}
};

当玩家使用"安抚术"时，可以调用npc.changeToPassive()立即改变NPC行为模式，而无需重启游戏。

性能与设计考量

虚函数开销

策略模式通过虚函数实现动态绑定，现代CPU的间接分支预测能有效缓解性能损耗。实测表明，在算法本身复杂度较高时（如排序、路径查找），策略模式带来的性能损失通常小于1%。

何时不用策略模式

• 策略对象需要访问大量上下文私有成员时（考虑友元或暴露过多细节）
• 算法完全固定不会变化时（YAGNI原则）
• 策略数量爆炸时（可结合工厂模式优化）

进阶技巧：策略模式的现代演变

策略链模式

cpp class ChainedStrategy { vector<unique_ptr<Strategy>> strategies; public: void addStrategy(unique_ptr<Strategy> st) { strategies.push_back(move(st)); } void execute() { for(auto& st : strategies) st->apply(); } };

编译期策略（CRTP）

cpp
template
class StrategyBase {
void algorithm() {
static_cast<T*>(this)->impl();
}
};

class ConcreteStrategy : public StrategyBase {
friend class StrategyBase;
void impl() { /.../ }
};

结语：策略模式的设计哲学

策略模式体现了"组合优于继承"的经典原则。在笔者参与的金融交易系统项目中，通过策略模式实现不同市场条件下的报价算法动态切换，不仅使回测框架的扩展性大幅提升，更意外收获了意想不到的好处——团队成员可以各自开发独立策略而无需担心代码冲突。这种运行时灵活性正是现代软件应对快速变化需求的利器。

"设计模式不是银弹，但策略模式可能是你工具箱中最万能的瑞士军刀。" ——《Effective C++》作者Scott Meyers