c++ - 您将如何重构这种多态设计以使其在添加新实现时更加灵活？

Question

我有一个具有许多虚函数的类，允许您获取对接口(interface)的引用。使用我的 API 的客户端可以实现我的接口(interface)，然后使用它们的实现来实现我的顶级接口(interface) IMyInterface。

然后我的代码作用于他们的多态 IMyInterface 实现。

这是一些示例代码(不是真正的代码，但您明白了):

class MyImplementation : public IMyInterface
{

    public:

        virtual Interface1& get1()
        {
            return impl1
        }

        virtual Interface2& get2()
        {
            return impl2;
        }

        // etc...

    public:

        Impl1 impl1;

        Impl2 impl2;

        // etc...


};

我觉得这个设计看起来非常好，但有一天我想改变其中一个实现，但只改变一个。在那种情况下，我不得不重写整个类并复制大量代码。

实际上有 6 个 Impl 对象，所以我必须重写一个具有完全相同的 5 个 Impl 对象但有一个不同的类。

另一个问题是人们依赖于这种 API 设计，所以我需要保持它的基础。

有没有办法修改设计使其更加灵活，同时仍然保持这个 API？

Answer 1

我从你的问题中了解到:

如果我没理解错的话，你是在用或多或少的类和基本组件的集合来表达，你希望能够用最少的编码来交换组件。

方案一:动态组装

为什么不在构造时选择它们进行动态装配:

class MyBase : public IMyInterface
{
public:
   Interface1& get1()  { return *pimpl1; }
   Interface2& get2()  { return *pimpl2; }
   //...
   Interfacen& getn()  { return *pimpln; }

protected:
   MyBase (unique_ptr<Interface1> p1, 
             unique_ptr<Interface2> p2, 
             /*...*/ 
             unique_ptr<Interfacen> pn) : // constructor assembles parts
                   pimpl1(move(p1)),pimpl2(move(p2)),/*...*/pimpln(move(pn)) {}
private:
   unique_ptr<Interface1> pimpl1;  // implemented with unique ptr for greater safety
   unique_ptr<Interface2> pimpl2;  
   //...
   unique_ptr<Interfacen> pimpln;
};

使用这样的逻辑，您的派生类将如下所示:

class MyImplementationX : public MyBase {
public: 
   MyImplementationX() : MyBase(make_unique<Impl1>(), make_unique<Impl2>(), /*...*/ make_unique<Impln>()) {}
}; 

class MyImplementationY : public MyBase {
public: 
   MyImplementationX() : MyBase(make_unique<Impl1>(), make_unique<Impl2b>(), /*...*/ make_unique<Impln>()) {}
}; 

备选方案 2:编译时汇编

您可以通过使用模板摆脱运行时程序集、额外的分配和智能指针:

template <class I1, class I2, /*...*/ class IN, 
          class M1, class M2, /*...*/ class M3>
class MyBase {
public: 
     I1& get1() { return m1; }
     I2& get2() { return m2; }
     ...
private: 
     M1 m1; 
     M2 m2;
     ...
};

顺便说一下，有一本关于这种设计的优秀书籍:A.Alexandrescu 的“Modern C++ design”，作者在其中推广了“policy based design”(那里的政策用模板实现的策略模式)。