基于策略的设计和最佳实践 - C++

Question

struct InkPen
{
  void Write()
  {
    this->WriteImplementation();
  }

  void WriteImplementation()
  {
    std::cout << "Writing using a inkpen" << std::endl;
  }

};

struct BoldPen
{
  void Write()
  {
    std::cout << "Writing using a boldpen" << std::endl;
  }
};

template<class PenType>
class Writer : public PenType
{
public:
  void StartWriting()
  {
    PenType::Write();
  }
};

int main()
{
  Writer<InkPen> writer;
  writer.StartWriting();
  Writer<BoldPen> writer1;
  writer1.StartWriting();
  return 0;
}

我编写上述代码是学习基于策略的设计的一部分。 我对上面的代码有几个问题

1 - 这个实现看起来正确吗？ 我的意思是：它真的看起来像基于策略的设计吗？

2 - 我现在可以将任何类型的笔连接到 writer。 但是，当我得到一支没有默认构造函数（只有参数化构造函数）的笔时，我该怎么办？ 我将如何处理这种情况？

template<class PenType>
class Writer : public PenType
{
public:
  void StartWriting()
  {
    PenType::Write();
  }
};

3 - 当使用上面的代码时，

Writer<InkPen> writer;

我猜编译器会将 PenType 替换为 InkPen。 如果是，为什么我无法从 StartWriting() 中调用 Write()，而不是添加基类名称前缀 (PenType::Write()) em>）？

4 - 我认为基于策略的设计迫使您从语义上无效的类中派生。 在上面的代码中，writer 是从 pen 派生出来的，只是因为 writer 使用了 pen。 但说作家是一支笔在语义上是无效的。 还有其他更好的方法来解决这个问题还是我在这里遗漏了一些东西？

有什么想法吗？

Answer 1

这看起来像是基于策略的智能指针实现的一个很好的示例：链接。 Andrei Alexandrescu 在他的一本书中描述了基于策略的智能指针实现。 至于你现在的问题。 我在这方面有一些经验，但还不足以将我的话视为理所当然：

广告 1 和广告 2。 4. 我认为基于策略的设计更多的是关于模板而不是继承。 您编写一个模板类，模板参数是策略类，如下所示：

template<class FooPolicy, class BarPolicy>
class Baz {
    // implementation goes here
};

然后您在类中使用策略类中的方法：

void Baz::someMethod(int someArg) {
    FooPolicy::methodInit();
    // some stuff
    BarPolicy::methodDone();
}

在本例中我使用静态方法，因为策略通常不需要任何状态。 如果是这样，您可以通过组合而不是通过继承来合并策略的状态：

template<class FooPolicy, class BarPolicy>
class Baz {
  private:
    FooPolicy::State fooState; // might require 'typename' keyword, I didn't
                               // actually tried this in any compiler
    // rest of the Baz class
};

Ad 2.您可以编写模板专业化 - 对于主类及其策略的特定组合，您可以编写任何方法或构造函数的特殊版本，据我所知：

template <>
Baz<SomeConcreteFooPolicy, SomeConcreteBazPolicy>::Baz(someArgument)
   : fooState(someArgument)
{
    // stuff here
}

希望这对你有一点帮助，

迈克

Answer 2

1 - 这个实现看起来像吗
正确的？ 我的意思是它真的看起来
就像基于策略的设计？

策略类的有用性来自于组合行为以产生丰富的组合。 当您拥有像这样的单个模板参数时，它就不再是一个策略类。

2 - 我现在可以将任何类型的笔挂在
作家。 但当我得到时我会做什么
没有默认构造函数的笔
（仅限参数化构造函数）？ 如何
我会处理这种情况吗？

这又是一个奇怪的策略类示例。 但是，要直接回答您的问题，您可以提供一个接受 PenType 的构造函数。 您可能还应该避免从 PenType 继承并将其存储为成员（无需将您的策略​​类与其策略紧密耦合）。

我猜编译器会取代 PenType
用墨水笔。 如果是的话，为什么我不能
只调用 Write()
StartWriting() 而不是前缀
基类名称（PenType::Write()）？

当您从类模板继承时，您必须指定 this->member 或 BaseClass::member。

4 - 我认为基于政策的设计力量
你从类中派生出
语义上无效。 在上面的
代码，作家源于笔
只是因为作家使用笔。 但
说作家是一支笔在语义上是正确的
无效的。 还有其他更好的办法吗
解决这个问题，否则我就失踪了
这里有什么东西吗？

按照上面的建议将 PenType 存储为成员。 总是更喜欢组合而不是继承，因为它避免了继承的紧密耦合关系。

Answer 3

我知道这个线程很旧，但是在最初的帖子中有一个重大缺陷，并且这个线程是 Google 的顶级结果之一......所以：

不要使用 public 继承进行基于策略的设计！ 这会说“is-a”而不是“has-a”/“uses-a”。 因此，您应该使用 private 继承！

Answer 4

这是我实现该类的方式：

template<class PenType>
class Writer
{
public:
  Writer(const PenType& pen = PenType()) : pen(pen) {}

  void StartWriting()
  {
    pen.Write();
  }

private:
  PenType pen;
};

这允许用户将特定的 Pen 对象传递给构造函数，如果它没有默认构造函数，或者您不希望使用它，其次，它仍然允许如果您愿意让它使用默认构造函数创建一个 PenType 对象，则可以忽略它。 C++ 标准库在许多类中执行相同的操作（例如，考虑容器类的分配器）。

我删除了继承。 它似乎并没有真正添加任何东西（并且可能会导致问题。您可能不希望 Writer 类的用户直接调用 PenType::Write 函数。您可以使用私有继承来代替，但通常，组合是一个 一般来说，基于策略的设计

不需要继承，如果您确实要继承，请将其设为私有，这样您就不会遇到您提到的问题#。 4.