c++ - 真正允许在C++中将实现与用户隔离的数据抽象

Question

我犹豫要问这个问题，因为它很简单。除了我看不到解决方案。

我最近尝试编写一个简单的程序，该程序在某种程度上忽略了引擎呈现其UI的方式。

一切在纸面上看起来都很棒，但是实际上，理论并没有使我走得太远。

假设我的工具关心使用IWindow和IContainer托管一个ILabel和IButton。这是4个UI元素。放弃其中的每一项都是一项琐碎的任务。我可以使用Qt，Gtk和主题创建这些元素中的每一个-命名。

我知道，为了使实现(例如带有QtWindow的QtContainer)起作用，抽象(IWindow和IContainer)也必须起作用:IWindow需要能够接受IContainer作为其子元素:

我可以将任何UI元素添加到容器或

所有UI元素均从单个父

继承

那是完全解决抽象问题的理论。实践(或实施)是另外一回事。为了使实现与抽象一起工作-以我的方式看，我可以

用丑陋的调用污染了抽象，暴露了实现(或给出了提示)-杀死了抽象概念或

将强制转换从抽象添加到实现可以理解的内容(dynamic_cast<>())。

向用户界面特定元素(ISomething)添加一个map<IElement*, QtElement*>()实例的全局映射池，这有点像强制转换，但由我自己完成。

所有这些看起来都很丑陋。我在这里看不到其他选择-这是数据抽象概念实际上失败的地方吗？铸造是这里唯一的选择吗？

编辑

我花了一些时间尝试提出最佳解决方案，而且似乎这是用C++不能简单完成的事情。不是没有转换，也没有模板。

我最终想出的解决方案(在弄乱了很多接口(interface)以及如何定义接口(interface)之后)如下所示:

1.需要一个参数化的基本接口(interface)来定义调用

基本接口(interface)(将其称为Container的TContainerBase和元素的TElementBase)指定了预期由容器或元素实现的方法。这部分很简单。

该定义需要遵循以下内容:

template <typename Parent>
class TElementBase : public Parent {
    virtual void DoSomething() = 0;
};

template <typename Parent>
class TContainerBase : public Parent {
    virtual void AddElement(TElementBase<Parent>* element) = 0;
};

2.必须有一个指定继承的模板。

这就是分离的第一阶段(引擎与用户界面)。在这一点上，什么类型的后端驱动渲染都无关紧要。这是有趣的部分:就我而言，成功实现此功能的唯一语言是Java。模板必须遵循以下原则:

一般:

template<typename Engine>
class TContainer : public TContainerBase<Parent> {
    void AddElement(TElementBase<Parent>* element) {
        // ...
    }
};

template<typename Engine>
class TElement : public TElementBase<Parent> {
    void DoSomething() {
        // ...
    }
};

3. UI需要能够仅接受TContainers或TElements
也就是说，将不得不忽略这些元素的来源。那是分离的第二阶段。毕竟，它关心的只是TElementBase和TContainerBase接口(interface)。在Java中已通过引入问号解决了。就我而言，我可以在UI中简单使用:

TContainer<?> some_container;
TElement<?> some_element;
container.AddElement(&element);

vtable中的虚拟函数调用没有问题，因为它们正是编译器期望的位置。唯一的问题是在这两种情况下确保模板参数相同。假设后端是单个库-可以正常工作。

以上三个步骤使我可以完全(和安全地)不考虑后端地编写代码，而后端可以实现几乎任何需要的东西。

我尝试了这种方法，结果变得非常理智。唯一的限制是编译器。实例化类并在此处来回转换它们是违反直觉的，但不幸的是，这是必需的，主要是因为使用模板继承，您不能仅提取基类本身，也就是说，您不能说以下任何一种:

class IContainerBase {};

template <typename Parent>
class TContainerBase : public (IContainerBase : public Parent) {}

也不

class IContainerBase {};
template <typename Parent>
typedef class IContainerBase : public Parent TContainerBase;

(请注意，在上述所有解决方案中，仅依靠TElementBase和TContainerBase感觉非常自然和理智-如果将TElementBase<Foo>转换为TElementBase<Bar>，则生成的代码可以很好地工作-因此，这只是语言限制)。

无论如何，这些最终语句(从B继承的A类的typedef和从B继承的基类A的X类的typedef)只是C++中的垃圾(并且会使该语言变得比原来更难)，因此，唯一的出路是遵循我非常感谢提供的解决方案之一。

多谢您的协助。

Answer 1

您正在尝试在此处使用“对象定向”。 OO有一种实现通用代码的特殊方法:按类型擦除。 IWindow基类接口(interface)删除确切的类型，在您的示例中为QtWindow。在C++中，您可以通过RTTI获取一些已删除的类型信息，即dynamic_cast。

但是，在C++中，您也可以使用模板。不实现IWindow和QtWindow，但实现Window<Qt>。这使您可以声明Container<Foo>接受任何可能的Window<Foo>窗口库的Foo。编译器将强制执行此操作。