C++继承问题

Question

我在应用程序架构方面有以下问题，我愿意解决它(抱歉，文字太多)。

我正在构建一个游戏引擎原型(prototype)并且我有基础抽象类 AbstractRenderer (我将使用 C++ 语法，但问题仍然是一般性的)。

假设这个渲染器有一些派生的实现，比如说 DirectxRenderer 和 OpenglRenderer。

现在，假设这些渲染器中只有一个(让我们坚持基于 DirectX)有一个名为 IDirect3D9Device* m_device; 的成员显然此时一切正常 - m_device code> 在 DirectxRenderer 内部使用，不应在抽象 AbstractRenderer 父类(super class)中公开。

我还添加了一些抽象的渲染接口(interface)，例如IRenderable。这意味着一个简单的纯虚方法 virtual void Render(AbstractRenderer* renderer) const = 0;

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这就是一些问题开始的地方。假设我正在对某个场景进行建模，那么，这个场景中可能会有一些几何对象。

我创建了抽象父类(super class) AbstractGeometricalObject 和派生的基于 DirectX 的实现 DirectxGeometricalObject。第二个负责存储指向 DirectX 特定顶点和索引缓冲区的指针。

现在 - 问题。

AbstractGeometricalObject 显然应该派生 IRenderable 接口(interface)，因为它在逻辑上是可渲染的。

如果我从 AbstractGeometricalObject 派生我的 DirectxGeometricalObject，第一个应该有 virtual void Render(AbstractRenderer* renderer) const { ... } 方法，而 Abstract... 东西带来了一些麻烦。

查看代码以获得更好的解释:

现在我的类(class)如下所示:

class AbstractGeometricalObject : public IRenderable {
    virtual void Render(AbstractRenderer* renderer) const { ... }
};

class DirectxGeometricalObject : public AbstractGeometricalObject {

    virtual void Render(AbstractRenderer* renderer) const {

    // I think it's ok to assume that in 99 / 100 cases the renderer
    // would be a valid DirectxRenderer object

    // Assume that rendering a DirectxGeometricalObject requires
    // the renderer to be a DirectxRenderer, but not an AbstractRenderer
    // (it could utilize some DX-specific settings, class members, etc

    // This means that I would have to ***downcast*** here and this seems really
    // bad to me, because it means that this architecture sucks

    renderer = dynamic_cast<DirectxRenderer*>(renderer);

    // Use the DirectX capabilities, that's can't be taken out
    // to the AbstractRenderer superclass
    renderer.DirectxSpecificFoo(...);
}

我知道我可能担心得太多了，但在如此简单的情况下，这种沮丧意味着如果我的应用程序增长，我可能被迫进行大量沮丧。

当然，我想避免这种情况，所以请您在设计方面给我一些更好的建议/指出我的错误。

谢谢

Answer 1

这可能是模板模式(不要与 C++ 模板混淆)派上用场的情况。抽象类中的public Render 应该是非虚的，但是让它调用一个私有(private)的虚函数(例如DoRender)。然后在派生类中，您改写 DoRender。

这是一篇深入描述 template pattern with private virtual functions 用法的文章.

编辑:

我开始整理一个例子来说明我的意思，但似乎架构中实际上存在更广泛的缺陷。您对 AbstractRenderer 的使用有些轻率，因为您强制每个几何对象密切注意特定的渲染器类型。

渲染器应该能够使用 Renderables 的公共(public)方法，或者 Renderables 应该能够使用 Renderer 的公共(public)方法。或者，如果确实需要这种紧密联系，您可以为具体渲染器提供一个可渲染工厂。我敢肯定还有其他一些模式也很适合。