Question

我有一个设计问题一直困扰我一段时间，但我找不到一个好的（在OOP意义上）解决方案。语言是C ++，我一直回到RTTI - 这通常被称为糟糕设计的指标。

假设我们将一组不同类型的模块实现为不同的类。每种模块的特征在于定义的接口，但是实现可以变化。因此，我的第一个想法是为每种模块（例如IModuleFoo，IModuleBar等）创建一个接口（纯抽象）类，并在单独的类中创建实现。到目前为止一切都很好。

class IModuleFoo {
  public:
    virtual void doFoo() = 0;
};

class IModuleBar {
  public:
    virtual void doBar() = 0;
};

另一方面，我们有一组（应用程序）类，每个类都使用其中的几个模块，但只能通过接口 - 甚至模块本身也可能使用其他模块。但是，所有应用程序类将共享相同的模块池。我的想法是为所有模块创建一个管理器类（ModuleManager），应用程序类可以查询它们所需的模块类型。可用模块（以及具体实现）是在管理器初始化期间设置的，并且可能随时间而变化（但这不是我的问题的一部分）。

由于不同模块类型的数量很可能> 10并且可能随着时间的推移而增加，因此我似乎不适合将它们分别存储到它们的引用（或指针）。此外，管理员可能需要在所有托管模块上调用几个函数。因此，我创建了另一个接口（IManagedModule），其好处是我现在可以使用IManagedModules的容器（list，set，无论如何）将它们存储在管理器中。

class IManagedModule {
  public:
    virtual void connect() = 0;
    { ... }
};

结果是，应该管理的模块需要从IManagedModule和适当的接口继承它的类型。

但是当我想到ModuleManager时，事情会变得丑陋。可以假设每次存在每个模块类型最多一个实例。因此，如果有可能做这样的事情（管理器是ModuleManager的实例），一切都会好的：

IModuleFoo* pFoo = manager.get(IModuleFoo);

但我很确定不是。我还想到了一个基于模板的解决方案，如：

IModuleFoo* pFoo = manager.get<IModuleFoo>();

这可行，但我不知道如何在管理器中找到正确的模块，如果我拥有的是一组IManagedModules - 当然不使用RTTI。

一种方法是为IManagedModule提供虚拟 getId（）方法，依靠实现为每种模块使用非ambidous id并自行执行指针转换。但这只是重新发明轮子（即RTTI）并且需要在实施类中提供大量的纪律（提供正确的ID等等），这是不可取的。

长话短说 - 问题是这里是否真的没有办法解决某种RTTI问题，在这种情况下，RTTI甚至可能是一个有效的解决方案，或者是否有更好的（更清洁，更安全......）设计它表现出相同的灵活性（例如应用程序类和模块类之间的松散耦合......）？我错过了什么吗？

Answer 1

听起来你正在寻找与COM QueryInterface类似的东西。现在，您不需要完全实现COM，但基本原则是：您有一个带有虚函数的基类，您可以向其传递一个标识符，指定您想要的接口。然后虚函数查看它是否可以实现该接口，如果是，则传回指向该接口的指针。

例如：

struct IModuleBase {
    // names changed so as not to confuse later programmers with true COM
    virtual bool LookupInterface(int InterfaceID, void **interfacePtr) = 0;

    // Easy template wrapper
    template<typename Interface>
    Interface *LookupInterface() {
        void *ptr;
        if (!LookupInterface(Interface::INTERFACE_ID, &ptr)) return NULL;
        return (Interface *)ptr;
    }
};

struct IModuleFoo : public IModuleBase {
    enum { INTERFACE_ID = 42 };
    virtual void foo() = 0;
};

struct SomeModule : public IModuleFoo {
    virtual bool LookupInterface(int interface_id, void **pPtr) {
        switch (interface_id) {
            case IModuleFoo::INTERFACE_ID:
                *pPtr = (void*)static_cast<IModuleFoo *>(this);
                return true;
            default:
                return false;
        }
    }

    virtual void foo() { /* ... */ }
};

它有点笨拙，但它并不太糟糕，没有RTTI你除了这样的方法之外别无选择。

Answer 2

我认为bdonlan's suggestion很好，但要求每个模块类型声明一个不同的INTERFACE_ID是一个维护问题。通过让每个模块类型声明一个静态对象并使用其地址作为ID：

，可以自动完成清晰度

struct IModuleFoo : public IModuleBase {
    static char distinct_;        // Exists only to occupy a unique address
    static const void *INTERFACE_ID;
    virtual void foo() = 0;
};

// static members need separate out-of-class definitions
char IModuleFoo::distinct_;
const void *IModuleFoo::INTERFACE_ID = &distinct_;

在这种情况下，我们使用void *作为接口ID类型，而不是int或枚举类型，因此其他一些声明中的类型将需要更改。

此外，由于C ++中的怪癖，INTERFACE_ID值尽管被标记为const，但并不“足够常量”，无法用于case中的switch标签语句（或数组大小声明，或少数其他地方），因此您需要将switch语句更改为if。如标准第5.19节所述，case标签需要整数常量表达式，粗略地说，编译器可以通过查看当前的转换单元来确定它;虽然INTERFACE_ID仅仅是常量表达式，但在链接时间之前无法确定其值。

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2 个答案: