重载流插入而不违反信息隐藏？

Question

我正在为项目使用 yaml-cpp 。我想重载某些类的 << 和 >> 运算符，但我遇到了如何“正确”执行此操作的问题。以 Note 类为例。这相当无聊：

class Note {
  public:
    // constructors
    Note( void );
    ~Note( void );

    // public accessor methods
    void            number( const unsigned long& number ) { _number = number; }
    unsigned long   number( void ) const                  { return _number; }
    void            author( const unsigned long& author ) { _author = author; }
    unsigned long   author( void ) const                  { return _author; }
    void            subject( const std::string& subject ) { _subject = subject; }
    std::string     subject( void ) const                 { return _subject; }
    void            body( const std::string& body )       { _body = body; }
    std::string     body( void ) const                    { return _body; }

  private:
    unsigned long   _number;
    unsigned long   _author;
    std::string     _subject;
    std::string     _body;
};

<< 运算符很简单。在 .h 中：

YAML::Emitter& operator << ( YAML::Emitter& out, const Note& v );

在 .cpp 中：

YAML::Emitter& operator << ( YAML::Emitter& out, const Note& v ) {
  out << v.number() << v.author() << v.subject() << v.body();
  return out;
}

不用担心。然后我去声明 >> 运算符。在 .h 中：

void operator >> ( const YAML::Node& node, Note& note );

但是在 .cpp 中，我得到：

void operator >> ( const YAML::Node& node, Note& note ) {
  node[0] >> ?
  node[1] >> ?
  node[2] >> ?
  node[3] >> ?
  return;
}

如果我写类似 node[0] >> v._number; 那么我需要更改 CV 限定符以使所有 Note 字段 public （这打败了我所教的所有内容（由教授、书籍和经验）））关于数据隐藏。

我喜欢做 node[0] >>温度0； v.number( temp0 ); 到处都是，不仅乏味、容易出错、丑陋，而且相当浪费（额外的副本）。

然后我明白了：我尝试将这两个运算符移至 Note 类本身，并将它们声明为 friend，但编译器（GCC 4.4）不喜欢那：

<块引用>

src/note.h:44: 错误：'YAML::Emitter&注意::operator<<(YAML::Emitter&, const Note&)' 必须仅采用一个参数
src/note.h:45: 错误：'void Note::operator>>(const YAML::Node&, Note&)' 必须只接受一个参数

问题： 我如何“正确地” " 为类重载 >> 运算

1. 符而不违反信息隐藏原则？
2. 没有过度复制？

Answer 1

在不违反封装的情况下执行此操作的典型方法是使运算符>>好友功能。您对友元运算符的声明一定存在语法问题（从错误消息中不清楚到底是什么）。我不使用 YAML，但从您的问题来看，以下是其要点：

class Note{
    ...
    friend void operator >> ( const YAML::Node& node, Note& note );
    ....
 };
 void operator >> ( const YAML::Node& node, Note& note ){
    node[0] >> note._number;
    node[1] >> note._author;
    node[2] >> note._subject;
    node[3] >> note._body;
 }

友元函数对私有成员具有与成员函数相同的访问权限。

或者，您可以为所有成员数据声明 setter，但友元函数方法更清晰。

Answer 2

我喜欢使用辅助方法。由于该方法是类的一部分，因此它将具有对所有私有字段的完全访问权限：

class Note {
public:
    void read(const YAML::Node& node)
    {
        node >> ...;
    }
};

然后让 operator>> 转发调用：

const YAML::Node &operator >> ( const YAML::Node& node, Note& note ) {
    note.read(node);
    return node;
}

Answer 3

您可以在 Note 中定义更多 setter 方法，例如

void number(YAML::Immitter& e) { e>>_number; }

等，然后定义语法糖 >> 因为

void operator >> ( YAML::Immitter& e, Note& note ) {
  note.number(e);
  note.author(e);
  note.subject(e);
  note.body(e);
}

我不熟悉您的 YAML 命名空间正在使用（我知道 yaml 但我从未在 C++ 中处理过它），但这大致就是您使用普通流的方式（除了 void 返回类型； -)，我相信它可以轻松适应您的具体需求。

Answer 4

您的类已经有 setter 方法。只需使用临时变量来读取值并使用 setter 方法来配置对象即可：

void operator >> ( const YAML::Emitter& node, Note& note ) {
  unsigned long number;
  unsigned long author;
  // ...
  node[0] >> number;
  node[1] >> author;
  // ... everything properly read, edit the node:
  node.number(number);
  node.author(author);
  // ...
  return;

}

其他一些注释： 具有所有属性的 setter/getter 方法的类很难被封装。您为用户提供了与您的字段实际上是公共字段相同的访问级别（唯一的优点是您可以稍后添加检查，但封装仍然很弱）。

在建议添加采用 YAML 节点的成员方法的解决方案中，这将为类的所有用户添加额外的依赖项。虽然您可以使用前向声明来避免强制它们包含 YAML 标头，但您将无法使用 Note 提取库以在不轻易使用 YAML 的其他项目中使用。

资源的潜在浪费可能会非常有限。再说一次，一如既往，首先测量，然后尝试解决问题（如果有问题）。

Answer 5

嗯，这是您可能会考虑的一个想法。您所说的与非朋友、非会员之间的问题 <<功能的一个特点是它涉及到很多tmp声明。您是否考虑过封装这个概念并围绕它构建一个可重用的组件？使用可能如下所示：

inputter& operator >> (inputter& in, my_type & obj)
{
  input_helper<my_type> helper(obj);

  in >> helper.setter(&my_type::number);
  in >> helper.setter(&my_type::subject);
  // etc
}

input_helper 的职责只是提供模板函数 setter()，该函数返回一个对象，该对象仅读取值并用它调用 setter ，创建必要的临时变量。像这样的代码需要对模板有一定的熟悉，但不会特别困难。现在无法完全清晰地思考——可能是感冒了——或者我可能只能把它打出来。也许有点像这样：

template < typename T >
struct input_helper
{
  input_helper(T & t) : obj(t) {}

  template < typename V >
  struct streamer
  {
    streamer(T & t, void (T::*f)(V const&)) : obj(t), fun(f) {}

    template < typename Stream >
    Stream& read_from(Stream & str) const // yeah, that's right...const; you'll be using a temporary.
    {
      V v;
      str >> v;
      obj.(*fun)(v);
      return str;
    }

  private: // you know the drill...
  }

  template < typename V >
  streamer setter(void (T::*fun)(V const&))
  {
    return streamer(obj, fun);
  }
private:
  T & obj;
};
// etc...  operator >> (blah blah) { return setter.read_from(stream); }

其中肯定有各种各样的错误，但它应该给你一个想法。还需要更多的工作来概括。