C++ 中的 Objective-C @protocol 等效项

Question

类 A 有一个类 B 的实例作为成员。有时 B 类的实例想与 A 类对话。在 Objective-C 中我可以这样做：

// A.h
@interface A : NSObject <BDelegate>
@property (nonatomic, retain) B *b;
@end 

// A.m
- (void) classBsays {

}


// B.h
@protocol BDelegate
- (void) classBsays;
@end

@interface B : NSObject
@property (nonatomic, assign) id<BDelegate> delegate;
@end

// B.m
@implementation B
- (void) f {
    [delegate classBsays];
}
@end

我在 C++ 中使用 B 类上的 void 指针做了类似的事情。但这错过了“B 类的委托应该实现这样那样的方法”的部分。

如何在 C++ 中模仿 Objective-C 的协议？

Answer 1

您的示例的 C++ 等效项如下所示：

// A.hpp
#include "B.hpp"

class A : public BDelegate {
    public:
        void classBSays ( ) { }
        B* b;
};

// B.hpp
class BDelegate {
    public:
        virtual void classBSays( ) = 0;
};
class B {
    public:
        void f ( ) { delegate->classBSays( ); }
        BDelegate* delegate;
};

请注意，为了简洁起见，我在这里使用了成员函数的内联实现 - 如果需要，您可以在单独的 A.cpp 和 B.cpp 文件中同样实现 A.classBSays() 和 B.f()。

在本例中，BDelegate 类是一个抽象基类 (ABC)，相当于您的 BDelegate 协议。通过只包含纯虚成员函数（以关键字virtual 和=0 后缀开头的函数），它强制其子类为这些方法提供实现，就像使用@required 标签（或无标签）一样在 Objective-C 协议中。 BDelegate 仅包含此类函数这一事实使其成为 ABC。

您可以通过在 ABC 中为函数指定一个空主体来模拟 Objective-C @optional 标签，这意味着不需要子类来实现它（因为它是在 ABC 中实现的）。例如，您可以通过如下修改BDelegate 来模拟可选的foo 方法：

@protocol BDelegate
- (void) classBsays;
@optional
- (void) foo;
@end
// Is approximately equivalent to:
class BDelegate {
    public:
        virtual void classBSays( ) = 0;
        virtual void foo( ) { }
};

使用该定义，A 类可以根据需要选择是否为foo 提供定义。但是请注意，这并不完全等同于 Objective-C 的 @optional 表示法，因为如果 A 不提供自己的覆盖，它仍将继承 BDelegate 的 foo 方法。另一方面，使用 Objective-C 协议，A 根本没有这样的方法，除非它自己显式实现它。

更详尽的主题介绍请见here。

Answer 2

您可以通过定义抽象基类在 C++ 中实现基本相同的功能。也就是说，您只定义方法签名而不提供任何实现。这需要任何子类来实现声明的方法。

这是您的示例翻译成 C++：

// A.h
class A : public BDelegate {
    B *b;
};

// A.m
Result A::classBsays {

}

// B.h
class BDelegate {
    virtual Result classBsays() = 0;
};

class B {
    BDelegate* delegate;
};

// B.m
void B::f {
    delegate->classBsays();
}

请注意，这可能无法编译，因为它缺少一些重要的东西。您将需要一个构造函数，传入 B 引用，甚至可能使用 std::shared_ptr 作为委托，等等。但是大体的形状是这样的。

重要的部分是BDelegate::classBsays()的方法声明在方法签名之后有= 0，并且没有实现主体。这意味着该方法是纯虚拟，这意味着子类必须实现该方法，否则无法实例化。 （这是有道理的，否则您可能会调用一个没有实现的方法！）任何具有一个或多个纯虚拟方法的类本身就是一个纯虚拟类。正如您所描述的，这是非常常用的，用于定义解耦系统不同部分的接口。