拥有一个包含大量虚拟方法的接口？或者有许多接口只有 1 个虚拟方法？

Question

我有一个 C++ 模块，需要从其他类获取信息，但不知道这些类。显而易见的方法是使用接口。

让我举个例子。假设我有一个管理书籍的图书馆，所有书籍都有自己的特性和功能，为了让图书馆能够从书籍中获取特性或执行功能，书籍需要实现一个接口。像这样：

class Library
   {
   public:
      void addBook(IBook &book);
   };

class IBook
   {
   public:
      string getAuthor()    = 0;
      string getTitle()     = 0;
      string getISBNCode()  = 0;
      size_t getNofPages()  = 0;
      size_t getNofImages() = 0;
      double getPrice()     = 0;
      void   printBook()    = 0;
      void   convertToPdf() = 0;
   };

不幸的是，为所有类型的书籍实现所有这些方法是没有意义的。

• 有些书没有图像（所以我不想实现 getNofImages()）
• 有些书没有 ISBN 代码
• 有些书无法购买，所以没有价格
• 有些书不能被打印
• 有些书籍无法转换为 PDF

因为我只有 1 个接口，所以我被迫实现所有书籍的所有内容并返回 0，返回“”或在不相关的实现中不执行任何操作。

另一种方法是将这些接口拆分为多个接口，如下所示：

class IBook
   {
   public:
      string getAuthor()    = 0;
      string getTitle()     = 0;
      size_t getNofPages()  = 0;
   };

class IISBNGetter
   {
   public:
      string getISBNCode()  = 0;
   };

class IImagesGetter
   {
   public:
      size_t getNofImages() = 0;
   };

class IBuyable
   {
   public:
      double getPrice()     = 0;
   };

class IPrintable
   {
   public:
      void   printBook()    = 0;
   };

class IConvertible
   {
   public:
      void   convertToPdf() = 0;
   };

Book 类只需实现它们真正想要支持的接口。

向图书馆添加一本书就变成了这样：

bookid = myLibrary->addBook (myBook);
myLibrary->setISBNGetter  (bookid, myBook);
myLibrary->setImageGetter (bookid, myBook);
myLibrary->setBuyable     (bookid, myBook);

拥有不同接口的优点是图书馆很清楚谁支持什么，并且永远不会有调用根本不支持的东西的风险。

然而，由于每本书都可以具有任何可能的特征/功能组合，因此我最终得到了只有一种方法的大量接口。

难道没有更好的方法来组织接口以获得这样的东西吗？

我也在考虑使用 Lambda 表达式，但在屏幕后面，这几乎与只有一种方法的许多接口相同。

有什么想法吗？

Answer 1

我会用IBook来实现每一个方法：

class IBook
   {
   public:
      virtual ~IBook() {}

      virtual string getAuthor() { return ""; } // or some other meaningful default value
      virtual string getTitle() { return ""; }
      virtual string getISBNCode() { return ""; }
      virtual size_t getNofPages() { return 0; }
      virtual size_t getNofImages() { return 0; }
      virtual double getPrice() { return .0; }
      virtual void   printBook() {}
      virtual void   convertToPdf() {}
   };

因为你的替代方案对我来说太混乱了，所以你最终会得到很多令人困惑的界面。另外，您可以检查是否可以在此处应用 访客模式。

Answer 2

一种解决方案可能是让您的基接口保留纯虚拟方法，但让您的实际实现继承自为虚拟方法提供默认实现的中间类。

该中间类的一种常见实现是在每个方法中抛出某种“MethodNotImplemented”异常，以便该类的用户可以根据具体情况捕获这些异常。

考虑到异常对于调用不存在的方法不会是“例外”的情况来说有点昂贵，因此还有一种方法是让这些方法为空或返回默认值，正如 Simone 所发布的。

Answer 3

我想你不需要走极端，而是选择中间道路。
拥有一个接口并不好，另一方面它会破坏接口隔离原则 (ISP)拥有如此多的接口也会破坏你的代码。我会留下一本核心 IBook，然后考虑其余的。例如，IPrintable 和 IConvertible（用于 pdf 转换）可能会进入一个界面。也许 IBuyable 和 IISBNGetter 也会走到一起。

Answer 4

我认为您应该区分实际拥有 ISBN 和实现查询 ISBN 的接口（在本例中为 IBook）。

作为“书”定义的一部分，你没有理由不能说，一本书是“可以找到它是否有 ISBN，如果有的话是什么”的东西。

如果您不喜欢返回空值来表示“无”，那也很公平。在某些域中，空字符串是有效值，因此这是不可能的。你可以有：

bool hasISBNcode();
string getISBNcode();

或：

std::pair<bool, string> getISBNcode();

或类似的。

否则，在调用 IBook 的任何函数之前，您会发现自己到处都是 dynamic_cast，而且您还会发现自己有 2^n 个不同的具体对象不同类型书籍的课程。或者，在您的示例代码中，您让图书馆参与一本书是否有 ISBN 的事务（这对我来说似乎是错误的 - 它与图书馆无关，它只是这本书的属性）。这些都不是特别有趣的工作，而且它们在这里似乎没有必要。

如果这些事情看起来有必要，你也许可以使用策略。将ConcreteBook 定义为能够使用某些辅助对象来查找 ISBN，而图书类不知道如何执行搜索。然后插入不同的对象来进行查找，具体取决于特定的书是否确实有。不过，对于数据库中某处可能只是一个可为空的列来说，这似乎有点矫枉过正。

Answer 5

另一个解决方案是保留接口，但使用 boost::Optional 作为可以为空的返回值。

class IBook
   {
   public:
      virtual ~Ibook(){}

      virtual string getAuthor()    = 0;
      virtual string getTitle()     = 0;
      virtual string getISBNCode()  = 0;
      virtual size_t getNofPages()  = 0;
      virtual size_t getNofImages() = 0;
      virtual boost::optional< double > getPrice()     = 0;   // some have no price
      virtual void   printBook()    = 0;
      virtual void   convertToPdf() = 0;
   };

Answer 6

您可以为每本书提供一个指向基接口单例对象的指针容器，例如 std::map。然后，您需要按名称获取接口，获取指向它的指针（或 null），然后在其上调用一些 doDefault() （或将指针向上转换为 IDerived，如果必须的话）。每个接口函数都必须将指向 Book 的指针作为其第一个（甚至唯一）参数：doDefault(const Book*)。

Answer 7

有两个稍微（非常轻微！）相关的问题：

• 逻辑部分层次结构的正确抽象。
• 空值的可能性。

其他人已经为每个问题提供了解决方案。也就是说，关于第一个，不要追求一切接口，不要追求每个接口单一方法，而是尝试对那里的层次结构进行建模。对于后者，boost::可选的，可能通过单独的查询方法来增强数据项的存在。

我只是想强调，从我写这篇文章时给出的答案来看，这可能并不明显，它们确实是两个独立的问题。

关于风格（清晰度的另一个方面），这些 getSin Javaism 的东西是什么？

x = 2*getSin(v)/computeCos(v)

在 C++ 中没有意义，只需写 sin 即可。 :-)

干杯&呵呵，，