如何在派生类中使用带有附加方法的策略模式答案

【问题标题】：How to use strategy pattern with additional methods in derived classes如何在派生类中使用带有附加方法的策略模式
【发布时间】：2019-03-07 09:22:00
【问题描述】：

我正在编写一个使用策略的项目，但是，我的派生类具有基类不应该具有的其他附加功能。

class Base {
        public:
            virtual void execute() = 0;
            virtual void print() const noexcept = 0;
            virtual ~Base() {}
        };


class DerivedA : public virtual Base {
        public:
            void execute() override;
            void print() const noexcept override;
            void doSomething();

        private:
            int x;
            double y;
};

class DerivedB final : public Base {
        public:
            void execute() override;
            void print() const noexcept override;
            std::string getZ() const noexcept;

        private:
            std::string z;
        };

在 main() 中，我尝试使用 dynamic_cast 来使用这样的附加功能：

int main() {

    DerivedA da;
    Base* base = &da;
    DerivedA* derivedA = dynamic_cast<DerivedA*>(base);
    derivedA.doSomething();

    return 0;
}

但是当我尝试运行代码时，出现以下错误：

“DerivedA *”与“DerivedA”的间接级别不同

我的问题是，我应该为此使用策略，还是应该使用另一种设计模式？如果我应该使用策略，我该如何解决这个错误？

更新

我正在考虑改用装饰器，因为 DerivedA 可以是 DerivedB 的基类，但是，我担心强制转换，因为每个类都有不同的类成员。

更新

好像我写错了。但是，我在这里发布时写对了！它现在有效，但是，我同意有更好的方法来实现它。

【问题讨论】：

派生A->doSomething()
我也是这么想的。当我尝试这样做时，我收到警告 表达式必须具有指针类型
关于您的更新：在您当前的示例中，DerivedA 不是DerivedB 的超类。如果它是DerivedB，将继承它所有基类的成员，包括DerivedA。
并不是因为一开始我认为执行策略会更好。但是，我正在审查我的设计，并认为我应该更改它并实现装饰器。

标签： c++ algorithm design-patterns

【解决方案1】：

如果这正是您要编译的代码，那么解决方案很简单。而不是

derivedA.doSomething();

你应该写

derivedA->doSomething();

因为 derived 是一个指针，而不是一个引用或实例。

但是，对于考虑dynamic_cast，我确实有一些其他严重的担忧。我的观点是，如果你使用dynamic_cast，你的设计可能有问题。您有一个隐藏实现的接口，但有依赖于实现而不是在接口中的代码。

需要考虑的一些替代方案：

尝试将特定于实现的方法转换为对接口有意义的方法。也许您可以找到所有实现的一些共同概念。
将特定于实现的方法提取到“功能”接口中，并在接口中提供功能以获得“功能”接口。例如。如果您的基类是IAnimal，并且您的一些动物可以游泳，则创建一个接口ISwimmable 并向IAnimal 添加一个方法，该方法返回一个指向ISwimmable (IAnimal::getSwimmable) 的指针。可以游泳的动物实现，可以从ISwimmable 继承并实现getSwimmable 并返回指向ISwimmable 接口的指针（实际上，返回自身的向上转换，这只是隐含的自身）。不会游泳的动物可以返回一个nullptr（如果您想保持接口为纯接口，则可以是IAnimal 或一些继承自IAnimal 的AnimalBase 类的默认实现）。

Microsoft 的 COM 系统也使用了第二种方法，其中每个 COM 接口都实现了IUnknown 接口，您可以调用IUnknown 来为某些“功能”获取特定的不同接口。

【讨论】：

功能接口对于这种情况来说似乎是个好主意。但是，每个派生类都有不同的类成员和不同数量的成员。我不确定如何在不强制转换的情况下解决这个问题？
哦，对了，我可以使用非纯接口。这是一个很好的建议！谢谢。

【解决方案2】：

iw 工作文件下面的代码，带有 g++ 和编译： g++ main.cc -o main -std=c++14

#include <string>

class Base {
        public:
            virtual void execute() = 0;
            virtual void print() const noexcept = 0;
            virtual ~Base() {}
        };


class DerivedA : public virtual Base {
        public:
            void execute() override {}
            void print() const noexcept override {}
            void doSomething(){}

        private:
            int x;
            double y;
};

class DerivedB final : public Base {
        public:
            void execute() override {}
            void print() const noexcept override {}
            std::string getZ() const noexcept {}

        private:
            std::string z;
        };
int main() {

    DerivedA da;
    Base* base = &da;
    DerivedA* derivedA = dynamic_cast<DerivedA*>(base);
    derivedA->doSomething();

    return 0;
}

【讨论】：

【解决方案3】：

您所描述的是软件中的一个常见问题，并且在各种设计模式中出现了很多。您想多态地使用DerivedA 和DerivedB，因此它们必须共享一个公共接口。没关系。但是DerivedA 有一个有用的方法doSomething 你也想使用。您的选择是：

不要使用doSomething 方法，这会使您的代码保持整洁；
进行运行时类型检查和强制转换，以便您可以访问 doSomething，但您的代码不可避免地看起来有点 hacky；
在Base 中实现doSomething 以不执行任何操作，那么您的代码看起来不错，但是当您在Base 引用上调用doSomething 时，如果接收对象实际上属于DerivedB 类，它将什么也不做.

Decorator 在这里帮不上忙。装饰器有利于扩充现有方法。你不能使用它（在静态类型语言中）添加新方法，因为我学到了很难的方法:-)

【讨论】：