c++ - 平行继承树，其中一棵树中的类包含另一棵树中的类的容器

Question

我真的不知道如何在标题中指定问题，所以这里是它的要点。

我正在编写图形类 Graph、Node 和 Edge，然后将它们子类化为 VisGraph、VisNode 和 VisEdge 以获得可绘制图形(在 C++ 中)。然后我需要将它们进一步子类化为依赖于特定数据的特定类。所以我有很多并行继承:

Graph -- VisGraph -- RouteGraph

Node  -- VisNode  -- RouteNode

Edge  -- VisEdge  -- RouteEdge

这很丑陋，我开始这样做，以便逐步实现功能，但存在很多问题。例如，其中之一是基类具有图中所有 Node 实例的容器。问题是，如果我在 VisGraph 中处理 VisNode 的函数中需要 VisNode 独有的功能，我必须对从基类容器中获取的节点执行 dynamic_cast。

也许我应该写一个“Vis”类来保存一个 Graph 并绘制它？ 我发现继承很方便，因为每个节点/边都可以很容易地绘制自己而不是我 在位置等之外存储额外信息，并单独绘制它们。

您有什么建议/设计模式可以使它更优雅吗？

提前谢谢你。

Answer 1

如果有疑问，将模板扔给问题直到它投降:

template <typename N, typename E>
class Graph {
    std::vector<N> nodes;
    std::vector<E> edges;
};

typedef Graph<VisNode, VisEdge> VisGraph;
typedef Graph<RouteNode, RouteEdge> RouteGraph;

您失去了继承性(RouteGraph 不再继承自 VisGraph)，但这在 C++ 中对于容器类型是正常的，而 Graph 有点像容器。不过，您可以保留 Node -> VisNode -> RouteNode 之间的继承。

由于节点和边应该是匹配类型，您可以更进一步，为 Graph 提供一个模板参数，它本身是一个包含边和节点类型作为 typedef 的类。不过，我不确定这是否值得。

编辑

既然要连续添加函数，那么可以保留一种继承形式，但失去多态性:

template <typename N, typename E>
class GraphImpl {
    std::vector<N> nodes;
    std::vector<E> edges;
};

template <typename N, typename E>
class VisGraphImpl : public GraphImpl<N, E> {
    // constructors

    // extra functions
};

template <typename N, typename E>
class RouteGraphImpl : public VisGraphImpl<N, E> {
    // constructors

    // extra functions
};

typedef GraphImpl<Node, Edge> Graph;
typedef VisGraphImpl<VisNode, VisEdge> VisGraph;
typedef RouteGraphImpl<RouteNode, RouteEdge> RouteGraph;

不过，可能有更好的方法，将这些额外的函数捆绑到合理的混入中并使用 CRTP:

template<typename Derived>
class VisFunctions {
    void somfunc() {
        myself = static_cast<Derived&>(*this);
        // do stuff
    }
};

然后:

class VisGraph : public Graph<VisNode, VisEdge>, public VisFunctions<VisGraph> {
    friend class VisFunctions<VisGraph>;
};

class RouteGraph : public Graph<RouteNode, RouteEdge>, public VisFunctions<RouteGraph>, public RouteFunctions<RouteGraph> {
    friend class VisFunctions<RouteGraph>;
    friend class RouteFunctions<RouteGraph>;
};

不过，不确定您的实际情况会如何。顺便说一句，如果您不想/不需要额外函数的友元声明，那么您根本不需要将这些额外函数作为成员 - 只需让它们成为采用 VisGraph 或 RouteGraph 参数的自由函数即可。