如何用C++模板实现策略模式通过模板参数注入行为策略-C++-PHP中文网

如何用C++模板实现策略模式通过模板参数注入行为策略

P粉602998670

发布： 2025-08-04 10:45:01

原创

751人浏览过

策略模式在c++++中通过模板参数注入实现编译期解耦和性能优化。1. 核心思路是将策略作为模板参数传入上下文类，编译时确定行为，避免虚函数运行时开销；2. 策略类需统一实现相同成员函数（如apply()），以满足接口一致性；3. 使用时根据策略类型实例化context模板，提升执行效率；4. 优点包括编译期绑定、减少二进制膨胀及更高的灵活性；5. 局限在于策略须提前确定且过多会导致代码膨胀；6. 可结合std::function支持运行时切换策略，兼顾灵活性与性能。

如何用C++模板实现策略模式通过模板参数注入行为策略

在C++中，策略模式常用于解耦算法或行为的变化。传统做法是通过继承和虚函数实现多态，但用模板参数注入策略的方式，可以在编译期确定行为，提升性能并减少运行时开销。

基本思路：模板参数传入策略类

核心思想是将策略作为模板参数传入上下文类（Context），这样在编译时就能确定具体使用哪种策略，无需虚函数表等运行时机制。

例如：

立即学习“C++免费学习笔记（深入）”；

template <typename Strategy>
class Context {
public:
    void execute() {
        strategy_.apply();
    }

private:
    Strategy strategy_;
};

登录后复制

每个不同的

Strategy

登录后复制

都会实例化一个独立的

Context

登录后复制

类型，执行效率高。

定义策略接口：统一调用方式

虽然没有显式的接口概念，但可以通过约定让各个策略类提供相同的成员函数，供

Context

登录后复制

调用。

比如定义两个策略类：

AiPPT模板广场

AiPPT模板广场-PPT模板-word文档模板-excel表格模板

147

查看详情

struct StrategyA {
    void apply() const { std::cout << "Using Strategy A\n"; }
};

struct StrategyB {
    void apply() const { std::cout << "Using Strategy B\n"; }
};

登录后复制

只要它们都实现了

apply()

登录后复制

方法，就可以被统一使用。

使用方式：实例化不同模板类型

在实际使用时，只需根据需要选择不同的策略类来实例化

Context

登录后复制

：

Context<StrategyA> ctxA;
ctxA.execute();  // 输出 "Using Strategy A"

Context<StrategyB> ctxB;
ctxB.execute();  // 输出 "Using Strategy B"

登录后复制

这种方式避免了继承体系和虚函数的开销，适合对性能敏感的场景。

这种方式的优点包括：

编译期绑定，运行更快
避免虚函数带来的二进制膨胀
更加灵活，策略可以是任何满足接口要求的类

但也有一些限制需要注意：

策略必须在编译期确定
每个策略都会生成一份新的模板实例代码
不适合策略种类非常多、体积很大的情况

扩展思路：结合std::function实现运行时策略切换

如果你希望同时支持编译期和运行时策略切换，也可以混合使用模板与

std::function

登录后复制

：

class DynamicContext {
public:
    template <typename Strategy>
    void set_strategy(Strategy&& strategy) {
        strategy_ = std::forward<Strategy>(strategy);
    }

    void execute() const {
        if (strategy_) strategy_();
    }

private:
    std::function<void()> strategy_;
};

登录后复制

这样既能使用模板设置策略，又能保持一定的灵活性。

基本上就这些。这种基于模板的策略注入方式，在编写高性能库或底层组件时非常实用，值得掌握。

以上就是如何用C++模板实现策略模式通过模板参数注入行为策略的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！