c++ - 使用仅构造函数不同的类有哪些优点和缺点？

Question

我有一个类SpecialArray可以像标准二维数组一样访问它；即，作为 A[i][j] .经常需要提取 int 的一维数组从这个对象。取决于其他传递参数的提取细节并不重要；我对设计操作界面很感兴趣。

以下完成此任务的方法的优点和缺点是什么？

选项 1

我们定义一个函数:

std::vector<int> extract(const SpecialArray &A, ...)

此处...引用其他决定一维数组内容的参数，作为:

std::vector<int> output = extract(A,...);

选项 2

我们创建一个继承自 std::vector 并构造自身的类:

class SpecialArrayExtract : public std::vector<int> {
    public:
        SpecialArrayExtract(const SpecialArray &A, ...);
};

其中构造函数(或等效地，一个 init 函数)使用 ...输入填写 *this使用适当的数据，我们将其用作:

SpecialArrayExtract output(A,...);

选项 3

我们完全按照选项 2 进行，但不继承 std::vector<int>取而代之的是 private成员(member)std::vector<int>根据需要公开接口(interface):

class SpecialArrayExtract {
    private:
        std::vector<int> m_data;
    public:
        SpecialArrayExtract(const SpecialArray &A, ...);
        [Wrapper functions for std::vector<int> here.]
};

评论

该应用程序是高性能的，但在选项 1 中使用 RVO，我假设这些都应该具有相同的性能。

回到标题，我想表达的意思是选项 2 和选项 3 定义的类本质上只是 std::vector<int>具有不同的名称和特殊的构造函数。什么时候——如果有的话! -- 这是一个合理的想法吗？哪种方法更好？

Answer 1

我认为选项一最有意义，因为它:

• 有一个非常简单的界面
• 不创建额外的类
• 可以通过其他“提取”操作的模板进行扩展

我反对选项二，因为如果您继承自 std::vector<int>你是说 SpecialArrayExtract 是一个 std::vector<int> ，并提供单个操作(构造函数)来创建它。如果您考虑一下，它只是一种复杂的方法，与您的第一个替代方案完全相同。

选项三似乎是一个过早的优化(您选择包含而不是继承，就好像您会先发制人地期望底层数据容器发生变化)这比选项二更复杂。

至于选项四(在答案中建议)，我认为类接口(interface)应该保留尽可能少的实例方法，而不是提供非成员函数(请参阅 this article 了解基本原理)。

如果您的需求在未来发生变化(例如，您决定另一个容器或数据类型可以更好地满足您的需求)，您可以通过模板修改函数。这将为您提供拥有单独类(class)的所有优势，但不会带来开销。并且相同的操作(具有完全相同的名称)可以应用于 ContainerTypes(即 std::vector<int> 或 std::array<int, 12> 或其他)和 ArrayTypes(SpecialArray 或 SparseSpecialArray 或其他)的任何可能组合:

template<typename ContainerType, typename ArrayType>
ContainerType extract(const ArrayType& array, ...)

最后，您可以创建一个单独的 algorithms具有作用于 ArrayType 的所有函数的命名空间数据(例如 SpecialArray )。这将使记录和维护代码变得非常简单:数据类型的所有通用操作都在 algorithms:: 中。 ，对于这种操作，命名空间是更自然的聚合器，而不是具有许多静态方法的类。