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C++设计模式：过滤器模式_c++ filter

作者：小丑西瓜9 | 2024-04-24 23:13:55

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c++ filter

过滤器模式

过滤器模式(Filter Pattern)，又叫标准模式(Criteria Pattern)，是一种结构型模式，通过结合多个标准来获得单一标准。

这种设计模式允许开发人员使用不同的标准来过滤一组对象，通过逻辑运算以解耦的方式把它们连接起来。

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使用场景

当你在一个很庞大的数据量中查找一些东西时，可以使用过滤器模式制定过滤规则，然后根据指定的标准进行过滤，得到符合条件的数据。

优缺点

优点：

1、体现了各功能模块的“黑盘”特性及高内聚、低耦合的特点。

2、可以将整个系统的输入，输出行为看成是多个过滤器行为的简单合成。

3、支持软件功能模块的重用。

4、便于系统维护：新的过滤器可以添加到现有系统中来，旧的可以由改进的过滤器替换。

5、支持某些特定的分析，如吞吐量计算、死锁检测等。

6、支持并行操作，每个过滤器可以作为一个单独的任务完成。

缺点：

1、通常导致系统处理过程的成批操作。

2、需要设计者协调两个相对独立但又存在关系的数据流。

3、可能需要每个过滤器自己完成数据解析和合成工作（如加密和解密），从而导致系统性能下降，并增加了过滤器具体实现的复杂性。

注意事项

1、构建过滤规则时不要太繁琐。

2、注意区分过滤和拦截的功能差异。

UML结构图

 

代码实现

person.h
构建类 Person，可输出自己的属性，判断是否在一个数组中

  1. #include <string>
  2. #include <vector>
  3. #include <iostream>
  4. using namespace std;
  5.  
  6. class Person
  7. {
  8. public:
  9.     Person(string name, string gender, int age) : name(name), gender(gender), age(age) {}
  10.  
  11.     void printf()
  12.     {
  13.         cout << "student name: " + name +
  14.                 ", gender: " + gender +
  15.                 ", age: " + std::to_string(age) << endl;
  16.     }
  17.  
  18.     bool judVec(std::vector<Person*> vec)
  19.     {
  20.         auto iter = std::find(std::begin(vec), std::end(vec), this);
  21.         return (iter == std::end(vec));
  22.     }
  23.  
  24.     string getName() { return this->name; }
  25.  
  26.     string getGender() { return this->gender; }
  27.  
  28.     int getAge() { return this->age; }
  29.  
  30. private:
  31.     string name;
  32.     string gender;
  33.     int age;
  34. };

interface.h
创建抽象类 - 过滤器；创建实体类 - 过滤器、男性过滤器、女性过滤器、年龄过滤器
男性和年龄过滤器、女性或年龄过滤器

  1. #include "person.h"
  2. #include <algorithm>
  3.  
  4. class Criteria  //基类-过滤器
  5. {
  6. public:
  7.     Criteria() {}
  8.     virtual ~Criteria() {}
  9.  
  10.     virtual std::vector<Person *> filter(std::vector<Person *> vector) = 0;
  11. };
  12.  
  13. class MaleCriteria: public Criteria //子类-男性过滤器
  14. {
  15. public:
  16.     std::vector<Person *> filter(std::vector<Person *> vector)
  17.     {
  18.         std::vector<Person *> result;
  19.  
  20.         for(size_t i = 0; i < vector.size(); i++)
  21.         {
  22.             if(vector.at(i)->getGender() == "male")
  23.             {
  24.                 result.push_back(vector.at(i));
  25.             }
  26.         }
  27.  
  28.         return result;
  29.     }
  30. };
  31.  
  32. class FemaleCriteria: public Criteria   //子类-女性过滤器
  33. {
  34. public:
  35.     std::vector<Person *> filter(std::vector<Person *> vector)
  36.     {
  37.         std::vector<Person *> result;
  38.  
  39.         for(size_t i = 0; i < vector.size(); i++)
  40.         {
  41.             if(vector.at(i)->getGender() == "female")
  42.             {
  43.                 result.push_back(vector.at(i));
  44.             }
  45.         }
  46.  
  47.         return result;
  48.     }
  49. };
  50.  
  51. class AgeCriteria: public Criteria  //子类-年龄过滤器
  52. {
  53. public:
  54.     std::vector<Person *> filter(std::vector<Person *> vector)
  55.     {
  56.         std::vector<Person *> result;
  57.  
  58.         for(size_t i = 0; i < vector.size(); i++)
  59.         {
  60.             if(vector.at(i)->getAge() > 18) {
  61.                 result.push_back(vector.at(i));
  62.             }
  63.         }
  64.  
  65.         return result;
  66.     }
  67. };
  68.  
  69. class AndCriteria: public Criteria  //子类-与 && 过滤器
  70. {
  71. public:
  72.     AndCriteria(Criteria *firstCriteria, Criteria *secondCriteria): firstCriteria(firstCriteria), secondCriteria(secondCriteria) {}
  73.  
  74.     std::vector<Person *> filter(std::vector<Person *> vector)
  75.     {
  76.         std::vector<Person *> firstvector = firstCriteria->filter(vector);
  77.         return secondCriteria->filter(firstvector);
  78.     }
  79.  
  80. private:
  81.     Criteria *firstCriteria;
  82.     Criteria *secondCriteria;
  83. };
  84.  
  85. class OrCriteria: public Criteria   //子类- 或 || 过滤器
  86. {
  87. public:
  88.     OrCriteria(Criteria *firstCriteria, Criteria *secondCriteria) : firstCriteria(firstCriteria), secondCriteria(secondCriteria) {}
  89.  
  90.     std::vector<Person *> filter(std::vector<Person *> vector)
  91.     {
  92.         std::vector<Person *> firstvector = firstCriteria->filter(vector);
  93.         std::vector<Person *> secondvector = secondCriteria->filter(vector);
  94.  
  95.         for(auto it: firstvector)
  96.         {
  97.             if (it->judVec(secondvector))
  98.             {
  99.                 secondvector.push_back(it);
  100.             }
  101.         }
  102.  
  103.         return secondvector;
  104.     }
  105.  
  106. private:
  107.     Criteria *firstCriteria;
  108.     Criteria *secondCriteria;
  109. };

main.cpp
实例应用 - 根据不同的过滤规则获取不同的数据

  1. #include "interface.h"
  2.  
  3. int main()
  4. {
  5.     std::vector<Person *> vector;
  6.     Person *stu1 = new Person("Billy", "male", 25);
  7.     Person *stu2 = new Person("Kitty", "female", 24);
  8.     Person *stu3 = new Person("Alice", "female", 23);
  9.     Person *stu4 = new Person("Ben", "male", 17);
  10.     Person *stu5 = new Person("Jeason", "male", 18);
  11.     Person *stu6 = new Person("Jon", "male", 20);
  12.     Person *stu7 = new Person("Miss", "female", 13);
  13.     Person *stu8 = new Person("Abbey", "female", 14);
  14.  
  15.     vector.push_back(stu1);
  16.     vector.push_back(stu2);
  17.     vector.push_back(stu3);
  18.     vector.push_back(stu4);
  19.     vector.push_back(stu5);
  20.     vector.push_back(stu6);
  21.     vector.push_back(stu7);
  22.     vector.push_back(stu8);
  23.  
  24.     Criteria *maleCriteria = new MaleCriteria();
  25.     Criteria *femaleCriteria = new FemaleCriteria();
  26.     Criteria *ageCriteria = new AgeCriteria();
  27.     Criteria *andCriteria = new AndCriteria(maleCriteria, ageCriteria);
  28.     Criteria *orCriteria = new OrCriteria(femaleCriteria, ageCriteria);
  29.  
  30.     std::vector<Person *> malevector = maleCriteria->filter(vector);
  31.     std::vector<Person *> femalevector = femaleCriteria->filter(vector);
  32.     std::vector<Person *> agevector = ageCriteria->filter(vector);
  33.     std::vector<Person *> andvector = andCriteria->filter(vector);
  34.     std::vector<Person *> orvector = orCriteria->filter(vector);
  35.  
  36.     cout << "male:" << endl;
  37.     for(auto it: malevector)
  38.     {
  39.         it->printf();
  40.     }
  41.  
  42.     cout << endl << "female:" << endl;
  43.     for(auto it: femalevector)
  44.     {
  45.         it->printf();
  46.     }
  47.  
  48.     cout << endl << "age > 18:" << endl;
  49.     for(auto it: agevector)
  50.     {
  51.         it->printf();
  52.     }
  53.  
  54.     cout << endl << "male and age > 18:" << endl;
  55.     for(auto it: andvector)
  56.     {
  57.         it->printf();
  58.     }
  59.  
  60.     cout << endl << "female or age > 18:" << endl;
  61.     for(auto it: orvector)
  62.     {
  63.         it->printf();
  64.     }
  65.  
  66.     return 0;
  67. }
  68.  
  69. 运行结果：
  70. male:
  71. student name: Billy, gender: male, age: 25
  72. student name: Ben, gender: male, age: 17
  73. student name: Jeason, gender: male, age: 18
  74. student name: Jon, gender: male, age: 20
  75.  
  76. female:
  77. student name: Kitty, gender: female, age: 24
  78. student name: Alice, gender: female, age: 23
  79. student name: Miss, gender: female, age: 13
  80. student name: Abbey, gender: female, age: 14
  81.  
  82. age > 18:
  83. student name: Billy, gender: male, age: 25
  84. student name: Kitty, gender: female, age: 24
  85. student name: Alice, gender: female, age: 23
  86. student name: Jon, gender: male, age: 20
  87.  
  88. male and age > 18:
  89. student name: Billy, gender: male, age: 25
  90. student name: Jon, gender: male, age: 20
  91.  
  92. female or age > 18:
  93. student name: Billy, gender: male, age: 25
  94. student name: Kitty, gender: female, age: 24
  95. student name: Alice, gender: female, age: 23
  96. student name: Jon, gender: male, age: 20
  97. student name: Miss, gender: female, age: 13
  98. student name: Abbey, gender: female, age: 14

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