不同版本设备的代码结构

Question

我正在编写一个“设备驱动程序”（C++14），它可以处理用于不同版本设备的多个版本的协议。此设备驱动程序在外部 PC 上运行，该 PC 使用基于 HTTP 的协议通过以太网与设备通信。所有版本都有共同的功能，但某些功能可能会在某些版本的协议中增加。

下面是一个例子：

class ProtocolBase {
public:
    virtual void reset_parameters() {
        std::cout << "reset parameters" << std::endl;
    }

    virtual void set_parameters() {
        std::cout << "set parameters" << std::endl;
    }
};

class ProtocolV1 : public ProtocolBase
{
public:
    void set_parameters() override {
        std::cout << "set parameters for V1" << std::endl;
    }
};

class ProtocolV2 : public ProtocolBase 
{
public:
    void set_parameters() override {
        std::cout << "set parameters for V2" << std::endl;
    }

    void reset_parameters() {
        std::cout << "reset parameters for V2" << std::endl;
    }

    void do_V2() {
        std::cout << "doing V2" << std::endl;
    }
};

下面是main：

int main(int argc, char const *argv[])
{
    int version = std::atoi(argv[1]);

    std::unique_ptr<ProtocolBase> protocol = std::make_unique<ProtocolV1>();
    switch (version)
    {
    case 1:
        /* do nothing at the moment */
        break;
    case 2:
        protocol.reset(new ProtocolV2);
        break;
    default:
        break;
    }

    protocol->reset_parameters();

    if(ProtocolV2* p = dynamic_cast<ProtocolV2*>(protocol.get())) { //not sure about this
        p->do_V2();
    }else {
        std::cout << "This functionality is unavailable for this device" << std::endl;
    }
    protocol->set_parameters();
    return 0;
}

我感觉使用dynamic_cast 不是最好的方法。期待一些反馈。

编辑：根据@Ptaq666 的回答，我将ProtocolBase 和ProtocolV2 修改为：

class ProtocolBase {
public:
    virtual void do_V(){
        std::cerr << "This functionality is unavailable for this device" << std::endl;
    }
};
class ProtocolV2 : public ProtocolBase 
{
public:
    void do_V() override {
        std::cout << "doing V2" << std::endl;
    }
};

有了这个，就不再需要dynamic_cast，尽管基类必须知道所有的功能。这似乎是目前最好的解决方案。

Answer 1

一般来说，这取决于派生类ProtocolV1和ProtocolV2是如何形成的，以及各自的成员函数是否要使用不同的数据成员，数据成员和天气是什么！

原因很简单，因为不依赖于成员数据，成员函数只对调用它们的对象的类型敏感，而不是它们的值/状态！

这就像有一个（非成员）函数重载，如：

void function(ProtocolV1 *){
        std::cout << "set parameters for V1" << std::endl;
}
void function(ProtocolV2 *){
        std::cout << "set parameters for V2" << std::endl;
}

然后用ProtocolV1 *类型的指针调用一次，然后用ProtocolV2 *类型的空指针调用一次。

如果您喜欢问题中提出的用法的替代方案，您甚至可以使用 C 样式转换： 结果是 SAME！

最后，如果您要调用成员函数，然后从中调用另一个函数，该函数需要一些数据成员，这在派生类中是不同作为其参数的，那么你不能使用任何类型转换，除非你引入某种形式的补偿来填充类型转换中没有出现的数据！

祝你好运！

Answer 2

在大多数情况下，选择合适的系统架构时，答案是 “这取决于” ：）。最舒适的解决方案是引入特定于协议的行为 构造函数中的ProtocolBase 子类

class ProtocolV2 : public ProtocolBase 
{
public:
    ProtocolV2::ProtocolV2(args) {
        // set some params that will determine when do_V2() is called
        // it can be some numeric setting, a callback, or similar
    }
    void set_parameters() override {
        // you can use V2 behavior here maybe?
        std::cout << "set parameters for V2" << std::endl;
    }

    void reset_parameters() override {
        // or here maybe?
        std::cout << "reset parameters for V2" << std::endl;
    }

private:
    void do_V2() {
        std::cout << "doing V2" << std::endl;
    }
};

如果由于某种原因您无法执行此操作，则可以将 do_V2() 保持为公开状态 非虚拟方法，但在传递 ProtocolV2 作为指向 ProtocolBase 的指针之前调用它 到将使用它的系统。当然限制是do_V2只能在外面调用 您的系统范围，这可能无法真正解决问题。

另一种选择是将do_V2() 实际移动到界面：

class ProtocolBase {
public:
    virtual void reset_parameters() {
        std::cout << "reset parameters" << std::endl;
    }
    virtual void set_parameters() {
        std::cout << "set parameters" << std::endl;
    }
    virtual void do_V2() {
        std::cout << "not supported" << std::endl;
    }
};

并默认将其实现为“不支持”行为。只有ProtocolV2 会实现此行为 作为协议的有效部分。

最后，如果以上都不行，你当然可以按照你的建议使用dynamic_cast。 我个人尽量避免使用dynamic_cast，因为我的办公室同事肯定会开始滥用它， 但在某些情况下，这是一个正确的解决方案。

此外，如果您决定强制转换指针，请将 std::shared_ptr 与 dynamic_pointer_cast 一起使用，而不是从 unique_ptr 访问原始指针。