从接口的父接口到哪里实现功能？

Question

我被要求实现一个接口，我想知道什么是尽可能多地分解代码的最佳策略。

这是接口定义（我不应该改变它）：

#include <string>

class BaseIf
{
public:
    virtual ~BaseIf() {}

    virtual std::string getName() = 0;
};

class IntIf : public BaseIf
{
public:
    virtual ~IntIf() {}

    virtual int getValue() = 0;
};

class FloatIf : public BaseIf
{
public:
    virtual ~FloatIf() {}

    virtual float getValue() = 0;
};

我最终会得到IntImpl（实现IntIf）和FloatImpl（实现FloatIf）。但我想知道我应该把这两个类共有的任何代码放在哪里（比如name 属性管理或BaseIf 所需的任何其他东西，实际上比这个MCVE 大得多）。

如果我使用公共代码创建BaseImpl（实现BaseIf 的getName 函数），并从它派生IntImpl（和IntIf），那么我还需要实现getName因为它被报告为未实施。而且我还得到了BaseIf的双重继承...

我想知道 Pimpl 模式是否会有所帮助，然后 IntImpl 将有一个 BaseImpl 对象作为属性（并且仅从 IntIf 派生），但是我需要在 @987654339 中实现 getName @ 以“转发”对BaseImpl 属性的调用。因为BaseIf 实际上有很多虚函数，所以维护起来真的很痛苦。

是否没有聪明的解决方案/模式可以在一个共同的地方只实现一次getName？还是只是界面不好，应该重做？

Answer 1

这是虚拟继承的主要用例。

尽管多重继承和虚拟继承有很多污名，但当我们的接口（无数据成员）被虚拟继承时，并没有什么特别的问题。这是要点：

class BaseIf
{
public:
    virtual ~BaseIf() {}

    virtual std::string getName() = 0;
};

class IntIf : public virtual BaseIf
{
public:
    virtual ~IntIf() {}

    virtual int getValue() = 0;
};

class BaseImpl : public virtual BaseIf
{
  public:
    std::string getName () override { return "whoa dude"; }
};

class IntImpl : public virtual IntIf, public BaseImpl
{
  public:
    int getValue() override { return 42; }
};

full demo

如果层次结构更深，可能还必须虚拟继承实现类，这不是很方便，但仍然可行。

实现的虚拟继承的替代方法是将实现分层为“构建块”层和最后一层。构建块是独立的，不会继承其他构建块。 （他们可能继承接口）。 final 类继承构建块，但不继承其他 final 类。

class BaseBlock : public virtual BaseIf
{
  public:
    std::string getName () override { return "whoa dude"; }
};

class IntBlock : public virtual IntIf
{
  public:
    int getValue() override { return 42; }
};

class BaseImpl : public BaseBlock {};

class IntImpl : public BaseBlock, public IntBlock {};

full demo

如果层次结构中没有虚拟继承，则确实需要对接口进行更改。然而，这些更改是透明的（无需更改客户端代码，只需重新编译）并且无论如何可能是有益的。

如果没有虚拟继承，就不得不求助于大量样板文件。

class BaseBlock // no base class!
{
  public:
    virtual std::string getName () { return "whoa dude"; }
};

class BaseImpl : public BaseIf, public BaseBlock
{
  public:
    // oops, getName would be ambiguous here, need boplerplate
    std::string getName () override { return BaseBlock::getName(); }
};

Answer 2

您可以创建一个模板类来实现接口的公共部分，如下所示：

template <class IFACE> class BaseImpl : public IFACE
{
    public:
    std::string getName () override { ... }
}

然后

class IntImpl : public BaseImpl<IntIf>
{
    public:
    int getValue() override { ... }
}

结果是一个简单的单继承链。 BaseIf IntIf BaseImpl IntImpl

确保您有充分的理由让 IntIf 和 FloatIf 存在，但在您的 MCVE 中，它们看起来根本不需要存在。

Answer 3

您可以为纯虚函数提供默认实现：

struct A {
    virtual void frob() = 0;
};

void A::frob() {
    std::cout << "default";
}

struct B : A {
    void frob() override {
        A::frob(); // calls the default
    }
};

如果我没看错你的问题，你会想要getName() 的默认实现。所以解决这个问题，只需提供一个实现并调用它：

class IntIf : public BaseIf
{
public:
    virtual ~IntIf() {}
    virtual int getValue() = 0;

    std::string getName() override {
        return BaseIf::getName();
    }
};

class FloatIf : public BaseIf
{
public:
    virtual ~FloatIf() {}
    virtual float getValue() = 0;

    std::string getName() override {
        return BaseIf::getName();
    }
};