Question

我在设计一个允许我绘制各种形状的对象的类时遇到了问题。

Shape是基类
Triangle，Square，Rectangle是Shape class
我有一个vector<Shape*> ShapeCollection来存储派生对象，即Triangle,Square, Rectangle
一旦我从矢量中选择一个对象，我需要将对象绘制到屏幕上。

在这一点上，我坚持认为类的设计应该是什么，因为单个'Drawing'类将执行绘图，消耗'Shape'类的对象。因为向量将包含相同基类Shape的不同对象。因为我有一个从矢量中拾取对象的线程，一旦我有了一个对象，我必须能够正确地绘制它。

所以或多或少就是我所说的

class Drawing
{
public:
   void Draw(Shape* shape, string objectName)
   {
       // Now draw the object.
       // But I need to know which Object I am drawing or use
       // switch statements to identify somehow which object I have
       // And then draw. I know this is very BAD!!!
       // e.g.
        switch(objectName)
        {
          case "rectangle":
                DrawRectangle((Rectangle*) shape)
          break;
          //Rest of cases follow
        }
   }
}

我将使用DrawSquare，DrawTriangle函数进行绘图。

这必须是已经解决的问题。必须有更好的方法来做到这一点所有这些开关声明都必须以某种方式消失！

非常感谢任何指导。

由于

@Adrian和@Jerry建议使用虚函数，我想到了，但我需要让我的绘图远离基类Shape

Answer 1

你会使用多态。

在基类中创建一个纯虚函数（即在声明函数时将其指定为0，如void DrawShape() = 0;中所述）
在派生类中声明并定义该函数。

这样你就可以在每个对象上调用DrawShape()，即使它是作为Shape对象传递的。

替代品（注意：代码尚未经过测试）：

函数指针，就像构建自己的vtable aka delegate。

struct square
{
    void (*draw)(square&);
};

void drawSquare(square& obj)
{
  // draw square code
  // there is no 'this'. must access members via `obj`.
}

square s;
s.draw = drawSquare;
s.draw(s);

Functor，它是一个覆盖operator（）的类，也就像一个委托

struct square
{
    // Note that std::function can hold a function pointer as well as a functor.
    function<void(square&)> draw;
};

struct drawSquare
{
    void oparator()(square& obj)
    {
        // draw square code
        // there is no 'this'. must access members via `obj`.
    }
};

square s;
square s.draw = drawSquare();
s.draw(s);

注意：1和2也可以用lambda函数初始化：

square s;
s.draw = [](square& obj) {
  // draw square code
  // there is no 'this'. must access members via `obj`.
};
s.draw(s);

注意：1可以使用模板完成：

struct square;

template <void (*DRAW)(square&)>
struct square
{
    void draw()
    {
        DRAW(*this);
    }
};

void drawSquare(square& obj)
{
  // draw square code
  // there is no 'this'. must access members via `obj`.
}

square s<&drawSquare>;
s.draw();

注意：2也可以使用模板完成：

template <typename DRAW>
struct square
{
    void draw()
    {
        // First set of parentheses instantiate the DRAW object.
        // The second calls the functor.
        DRAW()(*this);
    }
};

struct drawSquare
{
    void oparator()(square& obj)
    {
        // draw square code
        // there is no 'this'. must access members via `obj`.
    }
};

square s<drawSquare>;
s.draw();

或者，允许传递有状态的仿函数：

template <typename DRAW>
struct square
{
    DRAW draw;
};

struct drawSquare
{
    void operator()(square& obj)
    {
        // draw square code
        // there is no 'this'. must access members via `obj`.
    }
};

square s<drawSquare>;
s.draw = drawSquare();
s.draw(s);

从另一个实现您想要的函数的类继承模板化基类（IIRC，这是在ATL中完成的）。这只是滚动你自己的硬编码vtable，被称为奇怪的重复类型模式（CRTP）。

template <class D>
struct shape
{
   inline void draw() { return static_cast<D&>(*this).draw(); }
};

void draw(square& obj)
{
    // draw square code
    // No 'this' available. must access shape members via `obj`.
}

struct square : public D<square>
{
      void draw()
      {
          drawSquare(*this);
      }
};

可以找到其他示例here和here。

让您的draw类继承自type of shape类，继承自基类shape类。

struct shape
{
     virtual void draw() = 0;
};

struct square : public shape
{
};

struct drawSquare : public square
{
     virtual void draw()
     {
         // draw square code
         // you access the square's public or protected members from here
     }
};

使用std::unordered_map

#include <unordered_map>
#include <typeinfo>
#include <functional>

struct shape { };

struct square : public shape { };

void drawSquare(shape& o)
{
     // this will throw an exception if dynamic cast fails, but should
     // never fail if called from function void draw(shape& obj).
     square& obj = dynamic_cast<square&>(o);

     // draw square code
     // must access shape members via `obj`.
}

std::unordered_map<size_t, std::function<void(shape&)>> draw_map
{
    { type_id(square).hash(), drawSquare }
};

void draw(shape& obj)
{
     // This requires the RTTI (Run-time type information) to be available.
     auto it = draw_map.find(type_id(obj).hash());

     if (it == draw_map.end())
         throw std::exception(); // throw some exception
     (*it)(obj);
}

注意：如果您使用的是g ++ 4.7，则被警告 unordered_map已被证明有performance issues。

Answer 2

这是经典演示，当您需要虚拟功能时。在基类中定义draw，然后在每个派生类中重写它。然后，为了绘制所有对象，您逐步浏览集合并为每个对象调用draw()成员。

class shape { 
// ...
    virtual void draw(canvas &c) = 0;
};

class square : public shape {
    int x, y, size;
// ...
    virtual void draw(canvas &c) { 
         c.move_to(x, y);
         c.draw_to(x+size, y);
         c.draw_to(x+size, y+size);
         c.draw_to(x, y+size);
         c.draw_to(x, y);
    }
};

......等等你关心的每种形状。

编辑：使用策略类，你最终会在这条线上模糊地找到代码：

template <class draw>
class shape {
// ...
    virtual void draw(canvas &c) = 0;
};

template <class d>
class square : public shape<d> { 
    // ...
    virtual void draw(canvas &c) { 
        d.square(x, y, size, c);
    }
};

另一种可能性是使用访客模式。当您需要/想要遍历更复杂的结构而不是简单的线性序列时，这通常是，但也可以在这里使用。这已经足够复杂了，这可能有点多了，但是如果你搜索“访客模式”，你应该提供相当数量的材料。

绘图对象 - 更好的课堂设计？

2 个答案: