在 C++ 中包装多个库的策略答案

【问题标题】：Strategy for wrapping multiple libraries in C++在 C++ 中包装多个库的策略
【发布时间】：2012-12-11 14:40:42
【问题描述】：

我有一个类Foo，我不直接实现它，而是包装外部库（例如FooXternal1 或FooXternal2）我见过的一种方法是使用预处理器指令作为

#include "config.h"
#include "foo.h"
#ifdef _FOOXTERNAL1_WRAPPER_
//implementation of class Foo using FooXternal1
#endif

#ifdef _FOOXTERNAL2_WRAPPER_
//implementation of class Foo using FooXternal2
#endif

config.h 用于定义这些预处理器标志（_FOOXTERNAL1_WRAPPER_ 和 _FOOEXTERNAL2_WRAPPER_）。我的印象是 C++ 程序员社区不赞成这种做法，因为它使用预处理器指令，难以调试等。此外，它不允许两种实现并行存在。

我考虑过将Foo 设为基类并从它继承以允许两个实现并行存在。但是我遇到了两个问题：

纯虚函数：cannot instatiate an object of type 'Foo'，使用时需要用到。
虚拟函数存在运行没有（正确）实现的对象的风险。

我错过了什么吗？有没有更清洁的方法来做到这一点？

编辑： 总而言之，有 3(.5?!) 种包装方式 - 2(.5) 由 icepack 提供，最后一种由 Sergey 提供 1-使用工厂方法 2-使用预处理器指令 2.5- 使用 makefile 或 IDE 有效地完成预处理器指令的工作 3.5- 使用 Sergey 建议的模板

我正在开发一个资源有限的嵌入式系统，我决定使用template<enum = default_library>，具有模板专业化功能。便于后期用户理解；至少我是这么认为的

【问题讨论】：

只要您链接两个外部库，提供一个虚拟类和两个具体类就是一个很好的解决方案——尤其是在运行时您可以确定应该使用哪个库时。如果您没有在两个库中链接（或者如果它们有名称空间冲突禁止它），那么这将不起作用。 #define / #ifdef 并不总是友好的，但它有时是最好的解决方案。
要添加到 mah，如果您使用包装器 Foo，只需将任何必须被覆盖的函数声明为纯虚拟函数。一旦您尝试实例化具体子类，编译器将强制您在具体子类中提供实现。
正是我想要的，但是我不能实例化 Foo，因为它是抽象类。我错过了什么吗？
好吧，听起来您想为抽象基础提供一个工厂，以便在运行时动态选择 Foo 的哪个实现？
@mah，没有命名空间冲突，我可以链接两个库。我需要实例化 Foo 虽然

标签： c++ wrapper abstraction

【解决方案1】：

如果外部实现的所有方法名称都相似，则可以使用模板。让外部实现看起来像：

class FooX1
{
public:
    void Met1()
    {
        std::cout << "X1\n";
    }
};

class FooX2
{
public:
    void Met1()
    {
        std::cout << "X2\n";
    }
};

然后你可以使用几个变种。

变体 1. 您可以声明模板类型的成员并将所有调用封装到外部实现，即使在调用之前有一些准备。不要忘记在 ~Foo 析构函数中删除 impl。

template<typename FooX>
class FooVariant1
{
public:
    FooVariant1()
    {
        impl=new FooX();
    }

    void Met1Wrapper()
    {
        impl->Met1();
    }
private:

    FooX *impl;
};

用法：

FooVariant1<FooX1> bar;
bar.Met1Wrapper();

变体 2。 您可以从模板参数继承。在这种情况下，您无需声明任何成员，而只需按名称调用实现的方法。

template<typename FooX>
class FooVariant2 : public FooX
{
};

用法：

FooVariant2<FooX1> bar;
bar.Met1();

使用模板的一个缺点是没有简单的方法可以在运行时更改实现。但作为回报，您会得到更优化的代码，因为类型是在编译时生成的，并且没有虚函数表，这会使程序变慢。

【讨论】：

但是您仍然需要有一个地方来决定是否使用FooX1 或FooX2 实例化模板 - 这会带回#ifdefs 或类似的东西。不过，使用模板的想法不错
@Sergey 我花了一些时间来思考（！）发生了什么，但这就是我要做的事情

【解决方案2】：

如果您希望这 2 个实现在运行时共存，接口是可行的方法（例如，您可以使用工厂方法设计模式来实例化具体对象，就像 @n.m. 建议的那样）。

如果您可以在编译时决定您需要什么实现，您有多种选择：

仍在使用界面。如果将来您在运行时需要这两种实现，这将允许轻松转换。
使用预处理器指令。就 C++ 而言，这里没有错。这是一个纯粹的设计问题。
将实现放在不同的文件中，并配置您的编译器以根据设置编译其中一个 - 这实际上类似于使用预处理器指令，但它更干净并且不会向您的代码添加垃圾（因为标志在解决方案/makefile/无论你的编译器使用什么）。

【讨论】：

【解决方案3】：

我唯一不满意的是将两个实现都包含在同一个源文件中。这可能会让人感到困惑。否则，这是预处理器标志擅长的事情之一，特别是如果您没有同时链接两个库。这就像支持多个操作系统一样。在所有情况下提供一致的接口，并将实现细节隐藏在其他地方。

Foo 类型是否需要保存特定于每个库的任何信息？如果没有，你也许可以摆脱这个：

#include "Foo.h"

#if defined _FOOXTERNAL1_WRAPPER_
    #include "Foo_impl1.cpp"
#elif defined _FOOXTERNAL2_WRAPPER_
    #include "Foo_impl2.cpp"
#else
    #error "Warn about a missing define here"
#endif

这样您就不必为虚函数或继承而烦恼，并且仍然可以防止任何成员函数未实现。

【讨论】：

【解决方案4】：

保留Foo 的摘要。提供一个工厂方法

Foo* MakeFoo();

分配FooImpl1 或FooImpl2 类型的新对象，并返回其地址。

Wikipedia on Factory Method pattern.

【讨论】：