以及一段 C++ 代码片段,用于模拟不同轮胎在急刹车时留下的痕迹。以下是对图片内容的合理推测和解释:
说明部分
-
需求背景:
- 软件公司开发一款汽车竞速类游戏。
- 需要模拟长轮胎和短轮胎在急刹车时留下的不同痕迹。
- 后续可能需要扩展以支持更多类型的轮胎痕迹模拟。
-
设计模式选择:
- 采用策略设计模式(Strategy Design Pattern)。
- 策略模式允许在运行时选择算法或行为,符合需求中对不同轮胎痕迹模拟的灵活性要求。
-
类图(图 6-1):
- 通常包括以下部分:
- 抽象策略类:定义所有支持的轮胎痕迹模拟的通用接口。
- 具体策略类:实现不同轮胎(如长轮胎、短轮胎)的具体痕迹模拟算法。
- 环境类(Context):使用策略类来模拟轮胎痕迹,可能包含对策略对象的引用。
- 通常包括以下部分:
C++ 代码片段(推测)
以下是根据说明推测的代码结构(可能包含占位符):
// 抽象策略类:定义轮胎痕迹模拟的接口
class BrakeTraceStrategy {
public:
virtual void drawBrakeTrace() = 0; // 纯虚函数,定义绘制痕迹的接口
virtual ~BrakeTraceStrategy() {} // 虚析构函数
};
// 具体策略类:长轮胎痕迹模拟
class LongTireStrategy : public BrakeTraceStrategy {
public:
void drawBrakeTrace() override {
// 绘制长轮胎痕迹的具体实现
cout << "Drawing long tire brake trace..." << endl;
}
};
// 具体策略类:短轮胎痕迹模拟
class ShortTireStrategy : public BrakeTraceStrategy {
public:
void drawBrakeTrace() override {
// 绘制短轮胎痕迹的具体实现
cout << "Drawing short tire brake trace..." << endl;
}
};
// 环境类:使用策略来模拟轮胎痕迹
class Car {
private:
BrakeTraceStrategy* strategy; // 持有策略对象的引用
public:
Car(BrakeTraceStrategy* s) : strategy(s) {} // 构造函数注入策略
void simulateBrake() {
// 使用当前策略绘制痕迹
strategy->drawBrakeTrace();
}
~Car() {
delete strategy; // 释放策略对象
}
};
// 示例用法
int main() {
BrakeTraceStrategy* longTire = new LongTireStrategy();
BrakeTraceStrategy* shortTire = new ShortTireStrategy();
Car sportCar(longTire);
sportCar.simulateBrake(); // 输出:Drawing long tire brake trace...
Car cityCar(shortTire);
cityCar.simulateBrake(); // 输出:Drawing short tire brake trace...
return 0;
}
需要填写的部分
如果代码中有 (n)
占位符,可能是以下内容:
- 抽象策略类的接口定义:
virtual void drawBrakeTrace() = 0;
- 具体策略类的实现:
void drawBrakeTrace() override { ... }
- 环境类的策略引用:
BrakeTraceStrategy* strategy;
- 构造函数参数类型:
Car(BrakeTraceStrategy* s) : strategy(s) {}
如果你提供更具体的代码片段或问题,我可以进一步完善解释。
以下结合策略模式常规结构,补充完整类图逻辑和代码框架示例,帮你理解如何填空(假设类图包含 BrakeStrategy
抽象策略类、LongTireBrake
/ShortTireBrake
具体策略类、Car
上下文类 ):
类图(简化示意)
+-------------------+
| BrakeStrategy | 抽象策略类:定义刹车痕迹算法接口
+-------------------+
| + drawTrace() | 抽象方法:子类实现具体痕迹绘制
+-------------------+
^
| 继承
+-------------------+
| LongTireBrake | 具体策略类:长胎刹车痕迹逻辑
+-------------------+
| + drawTrace() | 实现:绘制长胎刹车痕
+-------------------+
^
| 继承
+-------------------+
| ShortTireBrake | 具体策略类:短胎刹车痕迹逻辑
+-------------------+
| + drawTrace() | 实现:绘制短胎刹车痕
+-------------------+
+-------------------+
| Car | 上下文类:使用策略的角色
+-------------------+
| - strategy: BrakeStrategy | 持有策略对象
+-------------------+
| + setStrategy() | 设置策略(可切换)
| + brake() | 调用策略执行刹车(绘制痕迹)
+-------------------+
C++ 代码框架(对应填空逻辑)
// 抽象策略类:定义刹车痕迹算法接口
class BrakeStrategy {
public:
virtual void drawTrace() = 0; // (1) 抽象方法,子类必须实现,填 `virtual void drawTrace() = 0;`
virtual ~BrakeStrategy() = default;
};
// 具体策略类:长胎刹车逻辑
class LongTireBrake : public BrakeStrategy { // (2) 继承抽象策略,填 `public BrakeStrategy`
public:
void drawTrace() override { // (3) 重写抽象方法,填 `void drawTrace() override`
// 模拟长胎刹车痕迹绘制逻辑,比如输出特定字符串
cout << "绘制长轮胎急刹车痕迹(长且浅)" << endl;
}
};
// 具体策略类:短胎刹车逻辑
class ShortTireBrake : public BrakeStrategy { // 同长胎,继承抽象策略
public:
void drawTrace() override {
cout << "绘制短轮胎急刹车痕迹(短且深)" << endl;
}
};
// 上下文类:汽车,使用刹车策略
class Car {
private:
BrakeStrategy* strategy; // (4) 持有策略对象指针,填 `BrakeStrategy* strategy;`
public:
// 设置策略(可运行时切换)
void setStrategy(BrakeStrategy* s) { // (5) 接收策略对象,填 `BrakeStrategy* s`
strategy = s;
}
// 执行刹车(调用策略绘制痕迹)
void brake() {
strategy->drawTrace(); // (6) 调用策略的方法,填 `strategy->drawTrace();`
}
};
// 主函数测试
int main() {
Car car;
// 模拟长胎刹车
BrakeStrategy* longBrake = new LongTireBrake();
car.setStrategy(longBrake);
car.brake();
// 模拟短胎刹车(切换策略)
BrakeStrategy* shortBrake = new ShortTireBrake();
car.setStrategy(shortBrake);
car.brake();
delete longBrake;
delete shortBrake;
return 0;
}
填空逻辑说明
- 抽象策略类需定义纯虚函数,作为算法接口,让子类实现具体逻辑,对应填
virtual void drawTrace() = 0;
- 具体策略类(如
LongTireBrake
)必须继承抽象策略类,遵循多态,填public BrakeStrategy
- 子类重写抽象方法时,用
override
关键字明确标识(C++11+ 特性),填void drawTrace() override
- 上下文类(
Car
)需持有策略对象指针,用于调用不同策略,填BrakeStrategy* strategy;
setStrategy
方法参数是策略对象指针,用于注入/切换策略,填BrakeStrategy* s
- 上下文类通过持有的策略指针,调用具体策略的方法,完成算法执行,填
strategy->drawTrace();
若你的实际类图/代码有差异(比如类名、方法名不同 ),可对照调整,但核心逻辑围绕策略模式的“抽象定义 - 具体实现 - 上下文调用” 这一结构~
实现说明:
-
抽象策略接口(BrakeStrategy):
- 定义
drawTrace()
方法作为刹车痕迹算法的统一接口 - 所有具体刹车策略必须实现此接口
- 定义
-
具体策略类:
LongTireBrake
和ShortTireBrake
类实现了BrakeStrategy
接口- 各自实现了不同的刹车痕迹绘制逻辑
-
上下文类(Car):
- 持有一个
BrakeStrategy
接口引用 - 通过
setStrategy()
方法动态设置策略 - 通过
brake()
方法调用当前策略的算法
- 持有一个
-
客户端使用:
- 创建汽车对象并为其配置不同的刹车策略
- 调用
brake()
方法执行刹车行为,观察不同策略的效果
这种实现方式使得:
- 刹车痕迹算法可以独立于汽车类进行扩展
- 可以在运行时动态切换汽车的刹车行为
- 符合开闭原则(对扩展开放,对修改关闭)
- 策略模式在C++中的实现通常包括以下几个关键部分:
抽象策略类
这是策略模式的核心,定义了所有具体策略类的公共接口。不同策略类实现这个接口,提供不同的算法实现。例如:
class Strategy {
public:
virtual void execute() = 0;
virtual ~Strategy() {}
};
具体策略类
每个具体策略类都实现了抽象策略类的接口,提供了具体的算法实现:
class ConcreteStrategyA : public Strategy {
public:
void execute() override {
std::cout << "Executing strategy A." << std::endl;
}
};
class ConcreteStrategyB : public Strategy {
public:
void execute() override {
std::cout << "Executing strategy B." << std::endl;
}
};
环境类(上下文)
环境类持有一个策略对象的引用,并通过这个引用来调用策略对象的方法。环境类在运行时可以动态切换策略对象:
class Context {
private:
Strategy* strategy;
public:
Context(Strategy* strategy) : strategy(strategy) {}
void setStrategy(Strategy* strategy) {
this->strategy = strategy;
}
void executeStrategy() {
strategy->execute();
}
};
客户端代码
客户端代码负责创建策略对象,并将它们传递给环境类。客户端可以根据需要在运行时切换策略:
int main() {
Strategy* strategyA = new ConcreteStrategyA();
Strategy* strategyB = new ConcreteStrategyB();
Context context(strategyA);
context.executeStrategy(); // Executes strategy A
context.setStrategy(strategyB);
context.executeStrategy(); // Executes strategy B
delete strategyA;
delete strategyB;
return 0;
}
策略模式的优点包括:
- 灵活性:可以在运行时动态切换策略。
- 扩展性:易于添加新的策略,只需实现抽象策略接口即可。
- 解耦:将算法的实现和使用算法的代码分离,降低了代码的耦合度。
缺点包括:
- 增加类的数量:每个具体策略都需要一个独立的类。
- 客户端复杂性:客户端需要了解所有策略类的区别,以便选择合适的策略。
通过这种方式,策略模式可以实现算法的灵活选择和切换,适用于需要根据不同条件或需求动态改变行为的场景。