C++ 通过继承实现的基于组件的架构是否被认为是好的做法？

Question

当我有一个异构对象的容器时，我正在实现一个体系结构，这些对象可能有或没有一些常见的方法属性。我需要循环它们并应用一些功能，更新一些成员，并通过各种接口调用一些方法。

我已经提出了我认为基于继承的“标准”架构：

#include <vector>
#include <memory>
#include <iostream>

using namespace std;

struct Base {
    virtual ~Base() {}
};

struct PositionInterface {
    int x = 0;
    int y = 0;
    virtual ~PositionInterface() {}
};
struct DrawInterface {
    void draw() { cout << "Here i am" << endl; }
    virtual ~DrawInterface() {}
};
struct ChargeInterface {
    int charge = 100;
    virtual ~ChargeInterface() {}
};
struct LifeInterface {
    int life = 100;
    virtual ~LifeInterface() {}
};

struct A: public Base,
          public LifeInterface, public PositionInterface {};
struct B: public Base,
          public DrawInterface, public PositionInterface, public ChargeInterface {};

int main() {
    std::vector<std::shared_ptr<Base>> vec;
    vec.push_back(make_shared<A>());
    vec.push_back(make_shared<B>());

    for (auto & el : vec) {
        auto p = dynamic_cast<PositionInterface *>(el.get());
        if (p) {
            p->x += 10;
            p->y -= 10;
        }
    }
    // ..other stuff
    for (auto & el : vec) {
        auto l = dynamic_cast<LifeInterface *>(el.get());
        if (l) {
            l->life -= 100;
        }
    }
    // ..other stuff
    for (auto & el : vec) {
        auto d = dynamic_cast<DrawInterface *>(el.get());
        if (d) {
            d->draw();
        }
    }
}

无论如何，我看起来也像一个基于组件的系统。在我看来，这些接口可以是通过组合而不是继承添加的组件。像这样的：

struct A: public Base {
    LifeInterface l;
    PositionInterface p;
};

但是我怎样才能通过Base对象dynamic_cast的向量循环到正确的界面？

您认为这种架构有什么缺点吗（除了 RTTI 和公共变量 :-)）？

Answer 1

RTTI 的主要缺点是使用它，所以让它变得不可能是一件好事。

使用可能为空的指针、接口指针返回函数或boost::optional-like 类型。

例子：

class Base
{
public:
    virtual LifeInterface* life() { return 0; }
    virtual PositionInterface* position() { return 0; }
};

class A: public Base {
public:
    LifeInterface* life() { return &l; }
private:
    LifeInterface l;
};

// ...

for (auto & el : vec) {
    auto l = el.life();
    if (l) {
        l->life -= 100;
    }
}

Answer 2

“但是我怎么能循环通过基础对象的向量 dynamic_casting 到正确的接口呢？”

我建议使用 real 抽象接口，例如：

struct Base {
    virtual ~Base() {}
};

struct PositionInterface {
    virtual int x() const = 0;
    virtual void x(int value) = 0;
    virtual int y() const = 0;
    virtual void y(int value) = 0;
    virtual ~PositionInterface() {}
};

struct DrawInterface {
    virtual void draw() const = 0;
    virtual ~DrawInterface() {}
};

struct ChargeInterface {
    virtual int charge() const = 0;
    virtual ~ChargeInterface() {}
};

struct LifeInterface {
    virtual int life() const {};
    virtual ~LifeInterface() {}
};

---

可用作 mixins 的基本实现类

class PositionBase : public PositionInterface {
public:
    virtual int x() const { return x_; }
    virtual void x(int value) { x_ = value; }
    virtual int y() const { return y_; }
    virtual void y(int value) { y_ = value; }
    virtual ~PositionBase() {}

protected:
    PositionBase() {}
    int x_;
    int y_;
};

class ChargeBase : public ChargeInterface {
public:
    virtual int charge() const { return charge_; }
    virtual ~ChargeInterface() {}

protected:
    ChargeBase(int charge) : charge_(charge) {}
    const int charge_;
};

class LifeBase : public LifeInterface {
public:
    virtual int life() const { return life_; }
    virtual ~LifeBase() {}

protected:
    LifeBase(int life) : life_(life) {}
    const int life_;
};

并让您的实现如下所示

struct A 
: public virtual Base
, public LifeBase
, public PositionBase {
    A() : Base(), LifeBase(100), PositionBase() {}
};

struct B 
: public virtual Base
, public DrawInterface
, public PositionBase
, public ChargeBase {
    B() : Base(), PositionBase(), ChargeBase(100)
    virtual void draw() const {
        // Must implement draw()
    }
};

1. 不要使用公共成员变量，因为您无法从继承的类中真正控制这些变量。使用如上所示的虚拟 getter/setter 函数。
2. 要检查是否支持正确的接口，请使用dynamic_cast<>。要对这些执行操作，请提供简单的模板化函数，例如：

---

template<class T> void draw(const T& item) {
    DrawInterface* drawableItem = dyn<mic_cast<DrawInterface*>(&item);
    if(drawableItem) {
        drawableItem->draw();
    }
    // Item isn't drawable, ignore or throw exception
}