读书笔记：Effective C++ 炒冷饭 - Item35 了解替代简单虚函数设计的几种办法

读书笔记：Effective C++ 炒冷饭 - Item35 了解替代简单虚函数设计的几种办法

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Justin 于 2010-01-24

前面已经学过，用虚函数来实现接口是再自然不过的事情。这里要说的是，除了直接单纯使用虚函数机制，还有一些别的方法。

大师说的第一种，是模板模式，利用非虚拟接口函数(Non-Virtual Interface, NVI)来实现。此模板(设计模式中的模板方法，template method)非彼模板(C++中的模板，template)，而且也没那么难：

在父类中提供一个公有函数(接口)，然后在其中调用真正干活的私有虚函数(默认实现)；子类对象通过公有继承自然得到了这个函数(接口)，如果子类没有编写自己的实现版本，最终执行的就是默认的实现；如果子类实现了自己的版本，调用的就是子类的版本。(是不是和上节课的1.5有点亲戚关系？)

class  AClass
{
    public :
       void   interface ()
       {
         printf( " in base::interface()\n " );
         do_interface();
      }
    private :
       // the default implementation
       virtual   void  do_interface()
       {
         printf( " in AClass::do_interface()\n " );
      }
} ;

class  AClassDerived :  public  AClass
{
    private :
/**/ /*  derived can has its own implementation, but not a must..
      virtual void do_interface()
      {
         printf("in AClassDerived::do_interface()\n");
      }
*/
} ;

【给自己的】如果看到这里还会想：为什么是私有的虚函数？就搜“与大虾对话：领悟设计模式”复习复习……

看了第一种方法的大多数同学都会有这种想法：这不还是要用虚函数么？穿个wrapper的马甲就认不出你了？大师马上说
第二个替代产品是策略模板(strategy pattern)，利用函数指针实现：

这种方法的实质，就是把接口函数的实现拿到了类之外。类之中只声明接口的形式，只定义一个函数指针。真正干活的函数（实现）都不是类的成员。
这样做带来了一定的灵活性，具体采用哪种实现与类的继承关系是独立无关联的；同时，非类成员函数也有局限性：无法访问类的非公有成员。如果把函数定义为友元或利用公有函数输出私有成员，又会破坏原设计的 封装。如下代码所示：

class  AClass
{
    public :
      typedef  void   * (Interface)( /**/ /* param.. */ );
       explicit  AClass( Interface pint  =  defaultInterface) : pInterface(pint)
       {}
       // ..
    private :
      Interface pInterface;
// ..
} ;

在构造AClass对象的时候即可指定Interface的真身，虽然，它无法直接访问AClass的非公有成员。

估计大师也觉得指针在C++里简单一些，于是更推崇用C++的库(如TR1中的function)来管理接口函数。

原理和函数指针是一样的，只不过因为用了对象来管理资源，使得应用更加灵活。当然，要付出更多一点的代码体积和运行时间代价。

class  AClass
{
//  all are the same with the funtion pointer version
//  except for:
   typedef std::tr1::function void  ( /**/ /* param.. */ ) >  Interface;
// ..
} ;

大师在最后才说出了最经典的策略模式实现，也是我觉得比较漂亮且容易理解的实现方式。

用两个类搞定：

class  AInterface
{
    public :
       // .. 
       virtual   void  DoInterface( /*  param..  */ );
    // .. 
};

AInterface defaultInterface;

class  AClass
{
    public :
       explicit  AClass(AInterface  *  pinter  =   & defaultInterface) : pInter(pinter)
      {} 
       void  TryInterface()
      {
         pInter -> DoInterface();
      }
    // .. 
    private :
      pInterface  *  pInter;
    // .. 
};

看到最后，似乎本课的思想就是用模式设计(template pattern或strategy pattern)来代替简单的虚函数设计。
但是，大师临走前又说了：以上只是举例，为的是说明其实除了简单的虚函数外，还有很多种可能的方式来替代它完成设计需要。