C++策略模式：实现鸭子会飞的行为设计

"深入理解C++的策略模式，主要探讨如何为鸭子类添加飞行行为。文中通过不同的设计方式，包括继承、接口以及策略模式，来实现这一功能。" 在C++编程中，策略模式是一种行为设计模式，它使你能在运行时改变对象的行为。在给出的例子中，我们有基类`Duck`，包含`swim`和`display`成员函数。三个派生类`MallardDuck`，`RedheadDuck`和`RubberDuck`分别重写了`display`函数。 1. **继承**：一种直观的方法是在基类`Duck`中定义一个虚函数`fly`，并提供一个默认的实现，如`void Duck::fly() { std::cout << "I am flying!" << std::endl; }`。然后，那些不会飞的鸭子（如`RubberDuck`）可以重写这个函数，给出它们自己的行为，如`void RubberDuck::fly() { std::cout << "I cannot fly!" << std::endl; }`。这种方式简单直接，但可能导致代码冗余，特别是当有多个不会飞的鸭子时。 2. **接口**：另一种方法是将`fly`声明为纯虚函数，这样每个派生类都必须实现它，但是可以提供一个基类的默认实现。例如，`virtual void fly() = 0;`，然后在`Duck`类中定义`void Duck::fly() { std::cout << "Default flying behavior." << std::endl; }`。这样，如果某个鸭子类想要使用默认的飞行行为，它需要显式地调用`Duck::fly()`，如`void MallardDuck::fly() { Duck::fly(); }`。这种方法使得接口统一，但依然需要每个派生类处理是否使用默认行为的问题。 3. **策略模式**：根据《设计模式：可复用面向对象软件的基础》一书，策略模式适用于以下情况： - 当有许多相关类，它们之间的区别仅在于行为时。 - 需要多种算法变体。 - 算法的使用可能涉及不应为客户端所知的数据。 在策略模式中，我们可以创建一个`FlyBehavior`接口，定义`fly`方法，然后为每种飞行能力创建一个策略类，如`FlyWithWings`和`FlyNoWay`。鸭子类不再包含飞行行为，而是持有`FlyBehavior`的指针，可以在运行时动态切换飞行策略。这提供了更大的灵活性，使得鸭子的行为可以独立于其主体类，易于扩展和维护。 选择哪种设计模式取决于具体的需求和场景。继承和接口更适用于简单的继承关系和行为的统一，而策略模式则在需要灵活调整和扩展行为时更为合适。在C++中，理解并恰当运用这些设计模式能帮助我们编写更加模块化、可维护的代码。