一、定義和概念

• 定義
  C++ 過濾器模式（Filter Pattern）也稱為標準模式（Criteria Pattern），是一種設(shè)計模式，用于根據(jù)不同的標準或條件從一組對象中篩選出符合條件的對象。它將篩選條件的邏輯封裝在不同的過濾器類中，使得篩選過程更加靈活和可維護。
• 核心思想
  把對象的篩選操作從使用這些對象的業(yè)務(wù)邏輯中分離出來。通過定義一系列的過濾條件類，每個類負責一種特定的篩選邏輯，然后可以組合這些過濾條件來實現(xiàn)復(fù)雜的篩選需求。

二、結(jié)構(gòu)和組成部分

目標對象（Object）

• 定義：
  這些是需要被篩選的對象，它們通常具有一些屬性，而篩選條件就是基于這些屬性來判斷對象是否符合要求。例如，一個員工類，包含員工的姓名、年齡、部門等屬性，這些員工對象就是目標對象。
• 代碼示例（簡單的員工類）

class Employee {
public:std::string name;int age;std::string department;Employee(const std::string& n, int a, const std::string& d) : name(n), age(a), department(d) {}
};

過濾器接口（Filter Interface）

• 定義：
  它定義了一個通用的過濾方法，所有具體的過濾器類都需要實現(xiàn)這個接口。這個接口是實現(xiàn)多態(tài)篩選的基礎(chǔ)，使得客戶端可以統(tǒng)一地調(diào)用不同的過濾器而無需知道它們的具體實現(xiàn)細節(jié)。
• 代碼示例

class Filter {
public:virtual std::vector<Employee*> filter(const std::vector<Employee*>& employees) = 0;virtual ~Filter() {}
};

具體過濾器類（Concrete Filter Classes）

• 定義：
  這些類實現(xiàn)了過濾器接口，并包含了具體的篩選邏輯。例如，可以有一個根據(jù)年齡篩選員工的過濾器類，還有一個根據(jù)部門篩選員工的過濾器類等。
• 代碼示例（根據(jù)年齡篩選的過濾器類）

class AgeFilter : public Filter {
private:int minAge;int maxAge;public:AgeFilter(int min, int max) : minAge(min), maxAge(max) {}std::vector<Employee*> filter(const std::vector<Employee*>& employees) override {std::vector<Employee*> result;for (Employee* employee : employees) {if (employee->age >= minAge && employee->age <= maxAge) {result.push_back(employee);}}return result;}
};

• 代碼示例（根據(jù)部門篩選的過濾器類）

class DepartmentFilter : public Filter {
private:std::string department;public:DepartmentFilter(const std::string& d) : department(d) {}std::vector<Employee*> filter(const std::vector<Employee*>& employees) override {std::vector<Employee*> result;for (Employee* employee : employees) {if (employee->department == department) {result.push_back(employee);}}return result;}
};

三、應(yīng)用場景

數(shù)據(jù)查詢和篩選系統(tǒng)

• 在數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)或數(shù)據(jù)查詢界面中，過濾器模式可以幫助用戶根據(jù)不同的條件篩選數(shù)據(jù)。例如，在一個員工信息管理系統(tǒng)中，用戶可以通過年齡、部門、職位等條件篩選出符合需求的員工列表，就像在 SQL 語句中使用 WHERE 子句一樣。
• 圖像處理和分析
  在圖像處理軟件中，過濾器模式可用于篩選圖像中的特定元素。例如，根據(jù)顏色范圍篩選像素，或者根據(jù)形狀特征篩選圖像中的物體等。
• 游戲開發(fā)中的對象管理
  在游戲中，可以使用過濾器模式來篩選特定類型的游戲?qū)ο?。比?#xff0c;在一個角色扮演游戲中，根據(jù)角色的陣營、等級、技能等屬性篩選出符合條件的角色，用于組隊、戰(zhàn)斗匹配或任務(wù)分配等操作。

四、優(yōu)缺點

優(yōu)點

• 可維護性好：
  將不同的篩選邏輯封裝在各自的類中，使得代碼結(jié)構(gòu)清晰，易于維護和修改。如果需要添加新的篩選條件，只需要創(chuàng)建一個新的過濾器類并實現(xiàn)過濾接口即可。
• 可組合性強：
  可以通過組合多個過濾器來實現(xiàn)復(fù)雜的篩選需求。例如，可以先根據(jù)部門篩選員工，再從篩選結(jié)果中根據(jù)年齡進一步篩選，這種組合方式非常靈活。
• 符合開閉原則：
  對擴展開放，對修改關(guān)閉。添加新的篩選條件不需要修改現(xiàn)有的業(yè)務(wù)邏輯代碼，只需要添加新的過濾器類。
  缺點
• 增加類的數(shù)量：
  對于每一種篩選條件都需要創(chuàng)建一個對應(yīng)的過濾器類，可能會導致類的數(shù)量過多，使項目結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，尤其是在篩選條件非常多的情況下。
• 運行效率可能受影響：
  如果需要對大量對象進行多次過濾，每次過濾都需要遍歷對象集合，可能會導致性能問題，特別是在實時性要求較高的應(yīng)用場景中。

總的來說，C++ 過濾器模式在需要靈活篩選對象的場景中非常有用，但在使用時需要權(quán)衡其優(yōu)缺點，根據(jù)實際情況決定是否采用。