在软件设计领域，策略模式作为行为型设计模式的代表，其核心思想是将算法族抽象为独立对象，使得它们可以相互替换。这种模式在C++中主要有两种实现路径：基于虚函数的传统实现和基于函数对象的现代实现。这两种实现背后反映的是C++语言特性与设计哲学的演变。

一、虚函数实现：面向对象的经典解法

cpp
class SortingStrategy {
public:
virtual ~SortingStrategy() = default;
virtual void sort(vector& data) const = 0;
};

class QuickSort : public SortingStrategy {
public:
void sort(vector& data) const override {
cout << "Using quicksort algorithm" << endl;
// 快速排序实现
}
};

class Context {
uniqueptr strategy; public: explicit Context(uniqueptr s) : strategy(move(s)) {}
void executeStrategy(vector& data) {
strategy->sort(data);
}
};

这种实现方式的特点在于：
1. 运行时多态：通过虚函数表实现动态绑定
2. 显式接口约束：纯虚函数强制子类实现约定
3. 内存开销：每个策略对象需要额外存储vptr

当我们需要在运行时动态切换算法，或者策略需要维护复杂状态时，这种面向对象的实现方式仍具有不可替代的价值。但现代C++工程中，开发者逐渐意识到这种方式的局限性——虚函数调用带来的性能损耗在关键路径上可能成为瓶颈。

二、函数对象实现：模板元编程的威力

cpp
template
class Context {
T strategy;
public:
explicit Context(T s) : strategy(move(s)) {}
void executeStrategy(vector& data) {
strategy.sort(data);
}
};

struct BubbleSort {
void sort(vector& data) const {
cout << "Using bubble sort algorithm" << endl;
// 冒泡排序实现
}
};

这种现代实现展现出不同特性：
1. 编译时绑定：通过模板参数在编译期确定策略类型
2. 零成本抽象：无虚函数调用开销
3. 鸭子类型：只需满足接口约定，无需继承体系

在性能敏感的领域，如高频交易系统或游戏引擎，函数对象的优势尤为明显。2018年LLVM项目的性能测试显示，在算法密集场景下，模板实现的策略模式比虚函数实现快1.5-3倍。

三、深度对比：选择哪种实现？

从设计维度看两种实现的差异：

| 特性 | 虚函数实现 | 函数对象实现 |
|---------------------|---------------------|---------------------|
| 多态时机 | 运行时 | 编译时 |
| 接口约束 | 显式继承 | 隐式约定 |
| 内存占用 | 含vptr开销 | 仅存储成员 |
| 代码生成 | 单份代码 | 模板实例化多份代码 |
| 动态切换支持 | 天然支持 | 需配合std::function |

实际工程中的选择建议：
1. 当策略需要运行时动态替换时，优先考虑虚函数实现
2. 对性能极度敏感的场景，选择函数对象模板
3. 需要跨DLL边界使用时，虚函数更稳定
4. 策略组合复杂时，函数对象更容易实现mix-in

四、混合方案：std::function的折中之道

C++11引入的std::function提供了一种有趣的中间路线：

cpp class Context { function<void(vector<int>&)> strategy; public: explicit Context(function<void(vector<int>&)> s) : strategy(move(s)) {} void executeStrategy(vector<int>& data) { strategy(data); } };

这种实现兼具部分动态特性与较好的性能，虽然仍有类型擦除的开销，但比传统虚函数更灵活。在需要支持lambda表达式或自由函数作为策略的场景下，这是非常优雅的解决方案。

五、设计模式的新思考

策略模式的演进反映了C++社区对软件设计认知的变化：
1. 从严格的"is-a"关系到松散的"behaves-like"关系
2. 从运行时多态到编译时多态的转移
3. 从继承层次结构到值语义的转变

在现代C++项目中，我们更倾向于使用函数对象这种值语义的设计，这不仅符合C++11以来的移动语义潮流，也更好地利用了模板元编程的威力。当然，这并不意味着虚函数实现已经过时——在需要插件架构或动态加载的场景中，它仍然是不可替代的方案。

最终，优秀的设计不在于机械地套用模式，而在于理解每种实现背后的权衡，根据具体需求做出合理选择。策略模式的价值，正在于它为我们提供了这种选择的自由。