C++沉思录课堂练习另解--消息发送（优化版）

C++沉思录课堂练习另解--消息发送（优化版）

          缘起，看到一篇文章（懒得超链接），重新研究《C++沉思录》的那一个课堂练习，综合利用好几种设计模式，并且很好地遵守结合的面向对象的原则，嗯，不管怎么样，还是表扬这位同学的面向对象与设计模式的功力，确实不容易。只是，在下从模式堆里爬出来之后，已经对模式大倒胃口，看到这么小的练习，居然要用上这么多模式，一时技痒，有必要这样吗？对我来说，代码中每引入一种模式，就表示要添加各种接口、虚函数，然后，免不了就要用到继承，这些，我非常深痛恶疾，因为，这都意味着间接层越来越厚了，偏离了问题的本质。
          先看看沉思录对于这道题的描述，嗯，这个，还是请各位自己去看看书是怎么写的，作者提供了两种方案，佩服作者和译者的文笔，两种方案解释得相当细腻。下面，尝试另一种解决方式。先秀一下代码的运行效果。
          对于这个课堂练习，其中，给图片加边框，最适合于用装饰模式来解决。但是，两幅图片的横接、竖接，怕是就不那么容易了。但是，首先，要对问题重新描述一下，现实中，一张图片，可以给予添加一层又一层的片框，也可以和其他的图片组合在一块，或横，或竖，……，但是，图片，始终只有一张，对它处理之后，它就一直是那个样子了，不可能同时看到它的两个样子。如果，拿这张图片去进行复制，那又自是另当别论，但那已经是另外一张新图片了。
          以下的设计用上了消息，如果有现成消息框架给予支持，实现起来就会很简单。但是，即使没有消息框架的支持，利用消息发送来解决这个问题，也是相当小儿科的事情。为了突出重点，忽略了各种异常处理，没有优化，也不管什么编程风格，纯粹直奔主题。解决这个例子的最重要一点，就在于打印图片时，要一行一行地从顶到底顺次打印下来。因此，先定义这个图片可以发送的消息，它必须处理两条消息，图片的高度（即行数），和图片每一行的数据。即如下所示

enum   {PM_HEIGHT, PM_ROW} ;

struct  PictureMsg
{
    typedef int (*ProcPictureMsg)(void* pThis, int nMessage, void* param1, void* param2);
public:
    void* pThis;
    ProcPictureMsg proc;

    int GetHeight()
    {
        return (*proc)(pThis, PM_HEIGHT, NULL, NULL);
    }

    int GetRow(int nRow, string& sRow)
    {
        return (*proc)(pThis, PM_ROW, (void*)nRow, (void*)&sRow);
    }
} ;
ostream &   operator   <<  (ostream &   out , PictureMsg &  msg)
{
    int nHeight = msg.GetHeight();
    string sRow;
    for (int nRow = 0; nRow<nHeight; nRow++)
    {
        sRow.clear();
        msg.GetRow(nRow, sRow);
        out << sRow;
        out << endl;
    }
    return out;
}

          其中的回调函数用以发送消息，本来回调函数搞成成员函数会更加好，但由于c++的成员函数是一个大坑，而我又不想引入function或者其他delegate等庞然大物。为了让客户更加方便地发送消息，特意编写了两个辅助函数。
          但是，要发送消息给对象时，首先要求这个对象必须已经活着了，也即是要创建一个能接收消息的对象。由于没有消息框架的支持，同时，也为了使用上的方便，我只好编写一个具体的类继承于图片消息结构，并提供了初步的消息处理，嗯，用到了继承，很难受。
          好了，接下来就可以全心全意地对消息进行特别地处理了。要求，对图片的各种装饰操作，不能影响到图片原有的功能，也不要求改变用户的代码。或者说，图片本身并不知道自己已经被外界做了各种各样的处理，它还是按照原来的样子处理各种消息。下面，只是实现了两种装饰操作，加边框与横接，至于竖接，实在很容易实现的。此外，由于在实现装饰操作时，需要用到图片的宽度，因此，图片消息又添加了一条新的消息，用以处理图片的宽度。
由于是玩具代码，在下也没有做太大的优化，有几行代码显得特别难看，特别是横接的装饰方法，强制指定了左边的图片为操作后的结果，还有各个装饰类的析构函数，可以撤消对图片的装饰，以及添加新的消息，以返回图片的拷贝，或返回当前正在进行的装饰操作，或者装饰类的动态创建等等。总之，可优化升级的方法多种多样，而且都不会影响代码的结构。以下，是一陀代码，从第一版上稍加优化的，不读也罢。

enum   { PM_WIDTH, PM_HEIGHT, PM_ROW} ;

struct  PictureMsg
{
    typedef int (*ProcPictureMsg)(void* pThis, int nMessage, void* param1, void* param2);
public:
    void* pThis;
    ProcPictureMsg proc;

    int GetWidth()
    {
        return (*proc)(pThis, PM_WIDTH, NULL, NULL);
    }

    int GetHeight()
    {
        return (*proc)(pThis, PM_HEIGHT, NULL, NULL);
    }

    int GetRow(int nRow, string& sRow)
    {
        return (*proc)(pThis, PM_ROW, (void*)nRow, (void*)&sRow);
    }
} ;

ostream &   operator   <<  (ostream &   out , PictureMsg &  msg)
{
    int nHeight = msg.GetHeight();
    string sRow;
    for (int nRow = 0; nRow<nHeight; nRow++)
    {
        sRow.clear();
        msg.GetRow(nRow, sRow);
        out << sRow;
        out << endl;
    }
    return out;
}

class  CPicture :  public  PictureMsg
{
public:
    CPicture(const char* pDatas[], int nCount)
    {
        m_pDatas = pDatas;
        m_nCount = nCount;
        m_nWidth = 0;
        for (int i=0; i<m_nCount; i++)
        {
            int nLen = strlen(m_pDatas[i]);
            if (m_nWidth < nLen)
                m_nWidth = nLen;
        }
        pThis = this;
        proc = HandleMsg;
    }

private:
    const char** m_pDatas;
    int m_nCount;
    int m_nWidth;

    static int HandleMsg(void* pThis, int nMessage, void* param1, void* param2);
} ;

int  CPicture::HandleMsg( void *  pThis,  int  nMessage,  void *  param1,  void *  param2)
{
    CPicture* pSelf = (CPicture*)pThis;
    switch (nMessage)
    {
    case PM_WIDTH:
        return pSelf->m_nWidth;

    case  PM_HEIGHT:
        return pSelf->m_nCount;
        break;

    case PM_ROW:
        int nRow = (int)param1;
        string& sRow = *(string*)param2;
        if (nRow >= pSelf->m_nCount)
            break;
        int i=0; 
        for (; pSelf->m_pDatas[nRow][i] != 0; i++)
            sRow.push_back(pSelf->m_pDatas[nRow][i]);
        for (; i<pSelf->m_nWidth; i++)
            sRow.push_back(' ');                
    }
    return 0;
}


class  CFrameDecorater
{
public:
    CFrameDecorater(PictureMsg& imp)
    {
        m_PrevImp = imp;
        imp.pThis = this;
        imp.proc = HandleMsg;
    }

private:
    PictureMsg m_PrevImp;
    static int HandleMsg(void* pThis, int nMessage, void* param1, void* param2);
} ;

int  CFrameDecorater::HandleMsg( void *  pThis,  int  nMessage,  void *  param1,  void *  param2)
{
    CFrameDecorater* pSelf = (CFrameDecorater*)pThis;
    PictureMsg& prevImp = pSelf->m_PrevImp;
    switch (nMessage)
    {
    case PM_WIDTH:
        return prevImp.GetWidth()+2;

    case  PM_HEIGHT:
        return prevImp.GetHeight()+2;

    case PM_ROW:
        int nRow = (int)param1;
        string& sRow = *(string*)param2;
        bool bMyRow = nRow == 0 || nRow>prevImp.GetHeight();
        if (nRow >= prevImp.GetWidth()+2)
            break;
        if (nRow == 0 || nRow>prevImp.GetHeight())
        {
            sRow.push_back('+');
            for (int i=0; i<prevImp.GetWidth(); i++)
                sRow.push_back('-');
            sRow.push_back('+');
        }
        else
        {
            sRow.push_back('|');
            prevImp.GetRow(nRow-1, sRow);
            sRow.push_back('|');
        }
    }
    return 0;
}


class  CHorseDecorater
{
public:
    CHorseDecorater(PictureMsg& impLeft, PictureMsg& impRight)
    {
        m_Left = impLeft;
        m_Right = impRight;
        impLeft.pThis = this;
        impLeft.proc = HandleMsg;
    }

private:
    PictureMsg m_Left;
    PictureMsg m_Right;

    static int HandleMsg(void* pThis, int nMessage, void* param1, void* param2);
    static void PrintRow(PictureMsg& pict, int nRow, string& sRow)
    {
        if (nRow < pict.GetHeight())
            pict.GetRow(nRow, sRow);
        else
        {
            for (int i=0; i<pict.GetWidth(); i++)
                sRow.push_back(' ');
        }
    }
} ;

int  CHorseDecorater::HandleMsg( void *  pThis,  int  nMessage,  void *  param1,  void *  param2)
{
    CHorseDecorater* pSelf = (CHorseDecorater*)pThis;
    PictureMsg& pictLeft = pSelf->m_Left;
    PictureMsg& pictRight = pSelf->m_Right;
    switch (nMessage)
    {
    case PM_WIDTH:
        return pictLeft.GetWidth()+pictRight.GetWidth();;

    case  PM_HEIGHT:
        return max(pictLeft.GetHeight(), pictRight.GetHeight());

    case PM_ROW:
        int nRow = (int)param1;
        string& sRow = *(string*)param2;
        PrintRow(pictLeft, nRow, sRow);
        PrintRow(pictRight, nRow, sRow);
    }
    return 0;
}

int  main()
{
    const char* init1[] = {"Paris", "in the", "Spring", "HaHa"};
    CPicture pict1(init1, 3);
    //cout << pict1;
    CFrameDecorater framer1(pict1);
    //cout << pict1;
    CFrameDecorater framer2(pict1);
    //cout << pict1;
    CPicture pict2(init1, 4);
    CHorseDecorater hors(pict1, pict2);
    //cout << pict1;
    CFrameDecorater framerHorse(pict1);
    //cout << pict1;
    CHorseDecorater hors2( pict2,  pict1);
    //cout << pict2;
    CFrameDecorater framer3(pict2);
    CHorseDecorater hors3( pict1,  pict2);
    cout << pict1;
    return 0;
}