Question

我正在编写一个数值库，我有一些基于函数及其衍生物的算法。这些必须由用户作为仿函数提供，例如

struct Function{
    double operator()(double x, double y){return x*x+y*y);}
};
struct DerivativeX{
    double operator()(double x, double y){return 2*x);}
};
//more derivatives...

现在我的算法声明就是：。

template<class F, class F_X, class F_Y>
struct Algorithm
{
    Algorithm( F f, F_X fx, F_Y fy):f_(f), fx_(fx), fy_(fy){}
    double someFancyComputation( double input) { 
        //call f_(double,double), fx_(double,double) and fy_(double,double);
    private:
    F f_;
    F_X fx_;
    F_Y fy_;
    //more other stuff...
};

对于所有使用模板化算法的STL以及关于C ++ 11中模板编程的大惊小怪，我觉得使用模板非常现代和酷。但是，现在的问题是，为了使用这个算法，用户必须明确地写出所有模板参数：

//construct functors 
Algorithm<Function, DerivativeX, DerivativeY> alg( f, fx, fy);

（想象一下有6个衍生品。那要写很多）其次，它不可能在运行时选择一组函数（衍生物），所以我想在模板上使用继承。

我有两个问题：首先，您认为在这种情况下使用继承是一个好主意，还是我可以使用其他设计模式？

其次，遗憾的是，我对图书馆继承的使用和陷阱不是很有经验，所以你可以展示或解释一下这种情况是如何做好的吗？

编辑：经过一些研究后我可以提出

struct aBinaryFunction{
    double operator()( double x, double y) = 0;
    ~aBinaryFunction(){}
}; 
struct Algorithm{
    Algorithm( aBinaryFunction* f, aBinaryFunction* fx, aBinaryFunction* fy):f_(f), fx_(fx), fy_(fy){}
    double someFancyComputation( double input) { 
        //call *f_(double,double), *fx_(double,double) and *fy_(double,double);}
    private:
    aBinaryFunction * f_, fx_, fy_;
    //more other stuff...
};
//in main create functors and then call
Algorithm alg(f,fx,fy);

作为可能的实现。现在，所有用户都必须编写从我的库类派生的函数，并且在调用someFancyComputation时要特别注意f fx和fy仍在范围内。这是一种良好做法还是被认为是限制性的？我对这段代码中的原始指针感到非常不舒服，是不是有更好的方法来实现它？

Answer 1

在C ++中，你有很多工具......

在编译时选择算法时，模板是合适的。
虚拟函数适用于运行时选择。
在RWE，函数指针，成员函数指针之间还有许多其他可能性。
此外，您可以使用std::function函数替换构造函数调用（类似于标准库中的make_something，make_unique，make_shared ... ）。 顺便说一句，我认为构建模板扣除计划用于即将推出的标准。

基本上，如果用户选择要在算法中使用的函数，则必须使用基于运行时多态性的解决方案。如果选择是在编译时进行的，那么选择就是你的选择。基于模板的解决方案可能更快，因为编译器可以优化该特定情况。但是，并非在所有情况下都有用，因为如果在同一程序中使用了许多算法，它也可能会增加代码大小。

假设make_pair并不简单，并且您希望将算法应用于用户选择或许多编译时类型（如someFancyComputation）基于继承的解决方案（或上面提到的其他替代方案）如果您的算法只需要使用双精度数，那么请特别优先。

如果某些部分是动态的并且其他部分是静态的（例如可能使用DerivativeX,Y, Z...），您也可以根据需要混合使用这两种方法。

使用仿函数模板或继承用于库

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