提升代码复用性？这几款设计模式你不可不知！

2023-09-04 19:33:22

使用设计模式提升代码复用性：桥接、享元和策略模式

提高代码复用性，提升软件质量

在软件开发中，提高代码复用性至关重要。通过复用相同的代码，我们可以减少重复代码的数量，从而降低开发难度，保持代码质量和统一性。为了实现这一点，我们可以借助许多设计模式。本文将重点讨论桥接模式、享元模式和策略模式，它们可以帮助我们有效地提升代码复用性。

桥接模式：分离抽象与实现

想象一下你正在创建图形处理应用程序。该应用程序需要处理各种图形对象，例如线条、圆圈和矩形。这些对象共享共同的属性（如位置、大小和颜色）和行为（如绘制）。

传统方法会为每个图形对象创建一个单独的类，其中包含所有共性和差异性的特性。但这种方法在添加或修改对象时会带来大量的维护工作。

桥接模式解决了这个问题，它将抽象与实现分离开来。抽象类定义了图形对象的基本特性和行为，而具体实现类提供了这些特性的具体实现方式。

通过这种分离，我们可以独立地修改和扩展抽象与实现，而无需影响整个系统。例如，我们可以轻松地添加一种新的图形对象，只需创建一个新的具体实现类即可，而无需更改抽象类。

// 抽象类：图形对象
class Shape {
public:
    virtual void draw() = 0;
};

// 具体实现类：线条
class Line : public Shape {
public:
    void draw() override {
        // 绘制线条
    }
};

// 具体实现类：圆形
class Circle : public Shape {
public:
    void draw() override {
        // 绘制圆形
    }
};

// 使用桥接模式
Shape* line = new Line();
line->draw();

享元模式：减少对象数量

现在，假设我们正在开发一款游戏，其中有许多敌人士兵，每个士兵具有共同的属性（如位置、生命值和武器）。

传统方法会为每个士兵创建一个单独的对象，这会消耗大量的内存。

享元模式通过对象池化来解决这个问题。它维护了一个共享对象的集合，允许多个对象引用相同的底层对象。

通过这种方式，我们可以大幅减少创建的对象数量，降低内存开销，同时保持对象状态的独立性。

// 享元类：士兵
class Soldier {
public:
    int x, y;  // 位置
    int health;  // 生命值

    Soldier(int x, int y, int health) {
        this->x = x;
        this->y = y;
        this->health = health;
    }
};

// 对象池类
class SoldierPool {
public:
    static SoldierPool* getInstance() {
        if (!instance) {
            instance = new SoldierPool();
        }
        return instance;
    }

    Soldier* getSoldier(int x, int y, int health) {
        // 从池中获取士兵，如果没有则创建一个新的
        for (auto it = pool.begin(); it != pool.end(); it++) {
            if (it->x == x && it->y == y && it->health == health) {
                return &(*it);
            }
        }
        pool.push_back(Soldier(x, y, health));
        return &pool.back();
    }

private:
    static SoldierPool* instance;
    vector<Soldier> pool;
};

策略模式：封装可变行为

最后，假设我们正在构建一个排序算法库，它需要支持多种排序算法（如冒泡排序、快速排序和归并排序）。

传统方法会为每种算法创建一个单独的类，这会导致代码冗余和灵活性差。

策略模式通过将算法封装在不同的类中来解决这个问题。它允许我们在运行时动态地切换这些算法。

通过这种方式，我们可以轻松地添加、删除或修改排序算法，而无需修改代码库的其他部分。

// 抽象策略类：排序算法
class SortStrategy {
public:
    virtual void sort(vector<int>& nums) = 0;
};

// 具体策略类：冒泡排序
class BubbleSort : public SortStrategy {
public:
    void sort(vector<int>& nums) override {
        // 冒泡排序算法
    }
};

// 具体策略类：快速排序
class QuickSort : public SortStrategy {
public:
    void sort(vector<int>& nums) override {
        // 快速排序算法
    }
};

// 使用策略模式
SortStrategy* sortStrategy = new BubbleSort();
sortStrategy->sort(nums);