专门为稍微不同的数据结构定义子类

Question

我决定开始使用 OOP 来使我的代码更加模块化，但我仍然需要学习很多关于最佳实践的知识。

当前数据结构

在这种特殊情况下，我试图定义一个类层次结构，以处理（在最低级别）各种传感器的二进制示波器数据。独立于传感器特性，我定义了 ScopeData 类，它只读取二进制文件并返回 x 和 y 数据以及一些通用特性：

classdef ScopeData

    properties
        Filename
        xdata
        ydata
    end

    properties (Access = private)
        % Some properties only used to extract data from the binary file
    end

    properties (Access = protected)
        fid = -1 % used in reading data and closing upon destruction

        % Properties that are required to quickly navigate to the data
        % locations in the binary file
    end

    properties (Dependent = true)
        Raw % raw data 
    end

    %% Methods related to constructing/destructing
    methods
        function obj = ScopeData(filepath)

            % Input argument checking is done here

            % Assign the filename
            obj.Filename = filepath;

            % Open the file and read its contents
            obj.Open;
            obj.Read;
        end


        function obj = Open(obj)
            % Opens obj.Filename and extracts all info required to read out
            % the data
        end

        function obj = Read(obj)
            rawdata = obj.Raw; % get the raw data

            % Some minimal processing and averaging to get xdata and ydata
            obj.xdata = SomeFunction(rawdata);
            obj.ydata = SomeOtherFunction(rawdata);

        end
    end

    %% Get/set methods
    methods
        function rawdata = get.Raw(obj)
            % uses the private properties to efficiently extract the raw data
        end
    end

end

对于每种不同类型的传感器，我创建了继承自 ScopeData 的子类 SensorXYZData。它们的附加属性都是特定传感器独有的，用于进一步处理数据，例如：

classdef SensorXData < ScopeData

    properties
        % Sensor-specific properties
        SensorLocation
        SensorConfiguration
    end

    properties (Dependent = true)
        % Sensor-specific dependent properties
    end

    methods
        function obj = SensorXData(filepath, SensorLocation, SensorConfiguration)
            % Initialize object
            obj = obj@ScopeData(filepath);

            % Assign sensor-specific properties

            % Do some additional processing

        end
    end

    methods
        % Get/set methods for the dependent properties
    end

end

上面的数据结构允许我为我的每个传感器定义单独的对象，这些传感器都读取一个二进制文件。我目前为每个传感器系列制作类文件之外的对象数组。未存储原始数据，但可以轻松请求。

我想要做什么

在不同的传感器系列中，只有 SensorX 系列将处理单个数据文件（默认）和每个传感器的多个数据文件（不同类型的实验）。 在每个文件的基础上，后者将需要与前者完全相同的处理，但还会有多个文件专用的附加属性和处理步骤。

我目前正在尝试通过拥有一个继承自 SensorXData 的附加子类 SensorXArrayData 来实现这种特殊情况：

classdef SensorXArrayData < SensorXData

    properties
        ExtraProperties
    end

    properties (Dependent = true)
        % Dependent variables specific to this data
    end

    methods
        function obj = SensorXArrayData(MultipleFilepaths, SensorLocation, SensorConfiguration, ExtraProperties)
            % Initialize object - I am only allowed to call obj@SensorXData once, so this currently doesn't work.
            obj = obj@SensorXData(MultipleFilepaths, SensorLocation, SensorConfiguration);

            % Assign the extra properties

            % More processing that is specific

        end
    end

    methods
        % Get/set methods for the dependent variables
    end

end

为了使上述方法发挥作用，需要采取一些额外的步骤，我正在尝试找出最合适的方法。

其中一个选项似乎是使ScopeData 超类与多文件输入兼容并从那里开始工作。还有一种方法可以让ScopeData 和SensorXData 保持不变吗？

Answer 1

我认为您正在寻找的是在您的课程中“实现接口”（Java 术语）。它在 MATLAB 中的工作方式是使用multiple inheritance，如下所示：

classdef ClassName < SuperClass1 & SuperClass2

我相信近年来OOP中的共识就是所谓的“composition over inheritance”，基本上就是说你应该关注你的类做什么而不是你的类是。

如何将此应用于您的问题？

添加几个如下所示的类：

classdef (Abstract) SomeFeatureInterface < handle
% This is a specialized interface for doing operation XYZ.
  properties (Abstract = true, Access = protected, Constant = true)
    SOME_CONSTANT;
  end  

  methods (Abstract = true, Access = public) % This doesn't have to be abstract, you can add a
    outName = methodName(obj)                % default implementation if relevant.
  end
  
end

然后您的派生类的声明将看起来像购物清单，也就是说，您可以通过从相关接口（抽象）类继承来直接从类声明中添加所需的功能：

classdef SensorXData < ScopeData & SingleFileInterface & MultiFileInterface

classdef SensorYData < ScopeData & SingleFileInterface

这样，SensorXData 将包含处理多个文件的相关功能，而SensorYData 则不会。此外，这将确保浅继承，这被认为是好的。