设计模式：继承与封装继承

Question

我在精确表述时遇到问题，所以我在标题中留下了更一般的描述（如果您对问题有更准确的描述，请发表评论，我会编辑标题）。

问题：AudioStream 和 VideoStream 两个类派生自基类 MediaStream，它对音频和视频流方法有一些共同点，但不打算按原样使用。因此，有两个类 AudioStreamSettings 和 VideoStreamSettings 派生自 MediaStreamSettings 并传递给其相应流类的构造函数。 MediaStreamSettings 存储音频和视频的通用设置，基类MediaStream 访问此数据。问题是：在流和设置的基类之间设计这种层次关系的最佳方法是什么？

我可以想到一个快速的解决方案，如下所示：

class MediaStream {
public:
  MediaStream(const MediaStreamSettings& settings){
    // do nothing, let derived classes initialize settings_
    // note: I feel guilty for doing this...
  }
  virtual ~MediaStream(){}
protected:
  std::shared_ptr<MediaStreamSettings> settings_;
};

class VideoStream : public MediaStream {
public:
  VideoStream(const VideoStreamSettings& settings):
    MediaStream(settings)
  {
    settings_ = std::make_shared<VideoStreamSettings>(settings);
  }

  void doSomething(){
    int s1 = std::dynamic_pointer_cast<VideoStream, MediaStream>(settings_)->getVideoStreamSetting1();
    ...
  }
};

class AudioStream : public MediaStream {
public:
  AudioStream(const AudioStreamSettings& settings):
    MediaStream(settings)
  {
    settings_ = std::make_shared<AudioStreamSettings>(settings);
  }
}

总而言之，我对这种方法有两点不满意：

1. 未在基类中初始化 settings_（我是否应该将其抽象化以使自己平静下来？）
2. 每次我需要访问派生类中的设置时都使用dynamic_pointer_cast（我应该为此创建一个方法包装器吗？）

Answer 1

一种解决方案是不在MediaStream中存储数据并添加虚拟方法

virtual const MediaStreamSettings& GetMediaStreamSettings() const = 0;

Answer 2

由于 MediaStream 不应按原样使用，因此将其设为抽象类应该是可以接受的（并且是可取的）。 因此提供实现（包括类成员）是没有意义的。

class IMediaStream {
public:
    virtual ~IMediaStream() {}
    virtual void play() = 0;
    virtual std::shared_ptr<MediaSettings> getSettings() = 0;
private:
    IMediaStream() {}
};

template<Setting>
class MediaStream : public IMediaStream {
public:
    MediaStream(const Setting& settings){
        settings_ = std::make_shared<Setting>(settings);
    }
    virtual ~MediaStream() {}
    virtual void play() override {
        // Implementation here
    }
    virtual std::shared_ptr<MediaSettings> getSettings() override {
        return std::dynamic_pointer_cast<Setting, MediaSettings>();
    }
private:
    std::shared_ptr<Setting> settings_;
}

// Alternatively you can inherit or specialize
// the template to add your implementation
typedef MediaStream<VideoStreamSettings> VideoStream;
typedef MediaStream<AudioStreamSettings> AudioStream;