C# 策略模式實戰：解決約瑟夫環問題

在 C# 開發中，策略模式是一種經典的設計模式，它允許在運行時動態切換演算法，符合開閉原則。本文透過一道經典的 C# 上機題——約瑟夫環問題，展示如何應用策略模式優雅地解決問題。

問題背景

題目要求：從第一個人開始報數，報到 3 的倍數者退出，循環進行直到剩下最後一人。這是一個典型的「約瑟夫環」問題。若直接用迴圈硬編碼，後續若需更換規則（如改為報 5 的倍數、雙向報數等），修改成本極高。

策略模式架構

核心在於定義一個策略介面 IStrategy，並針對不同規則實現具體策略類別。主遊戲類別 Game 持有策略介面引用，透過事件通知遊戲結束。

public interface IStrategy
{
    void Work(Game g);
}

public class StrategyA : IStrategy
{
    private List<Person> over = new List<Person>();
    private int k = 0;

    public void Work(Game game)
    {
        foreach (Person p in game.Players)
        {
            p.Say(++k);
            if (k % 3 == 0)
                over.Add(p);
        }
        game.Players.RemoveAll(o => over.Contains(o));
    }
}

遊戲主流程

Game 類別負責初始化玩家、設定策略、啟動遊戲迴圈，並在剩餘玩家數為 1 時觸發 GameOver 事件。

public class Game
{
    public IStrategy Strategy { get; set; }
    public List<Person> Players { get; set; }
    public event EventHandler GameOver;

    public Game(int num)
    {
        Players = new List<Person>();
        for (int i = 0; i < num; i++)
            Players.Add(new Person(i + 1));
    }

    public void Start()
    {
        if (Strategy != null)
        {
            while (Players.Count > 1)
                Strategy.Work(this);
            GameOver?.Invoke(Players.First().Id, EventArgs.Empty);
        }
    }
}

擴展性優勢

若需新增規則（如 StrategyB：報 5 的倍數），只需新增實現 IStrategy 的類別，完全不修改 Game 核心邏輯，完美體現「對擴展開放，對修改關閉」的設計原則。

總結

策略模式將演算法封裝為獨立類別，使系統具備極佳的彈性與維護性。本例中，透過介面導向程式設計，輕鬆實現了規則的熱插拔，是 C# 面向對象設計的典範應用。