C++ 中的跨平台 OOP

Question

当然，我知道最好的答案是“不要编写自己的跨平台代码，有人已经完成了你需要的工作”，但我这样做是出于兴趣/学习练习，而不是任何付费容量。基本上，我正在用 C++ 编写一个小型控制台应用程序，我想让它跨平台，处理文件、套接字和线程之类的东西。 OOP 似乎是处理这个问题的好方法，但我还没有真正找到一个好的模式来编写跨平台共享相同接口的类。

简单的方法是只规划一些元接口，在程序的其余部分使用它，然后根据平台用不同的文件编译同一个类，但我觉得必须有更好的方法那更优雅；至少，不会混淆 IntelliSense 及其同类的东西会很好。

我查看了 wxWidgets 源代码中的一些较小的类，它们使用了一种方法，该方法使用一个私有成员来保存该类的数据，例如

class Foo
{
    public:
        Foo();

        void Bar();
    private:
        FooData data;
};

然后，您可以通过根据平台选择不同的实现文件来编译它。这种方法对我来说似乎很笨拙。

我考虑过的另一种方法是编写一个接口，并根据平台替换从该接口继承的类。像这样的：

class Foo
{
    public:
        virtual ~Foo() {};
        virtual void Bar() = 0;
};

class Win32Foo
{
    public:
        Win32Foo();
        ~Win32Foo();
        void Bar();
};

当然，由于您不知道创建对象的实现方式，因此这种方式会搞砸实际的实例化，但这可以通过使用函数来解决

Foo* CreateFoo();

并根据您运行的平台改变函数的实现。我也不是这个的超级粉丝，因为用一堆实例化方法乱扔代码看起来仍然很笨重（这也与创建非跨平台对象的方法不一致）。

这两种方法哪一种更好？有没有更好的办法？

编辑：澄清一下，我的问题不是“你如何编写跨平台 C++？”相反，它是“使用 C++ 中的类抽象出跨平台代码的最佳方法是什么，同时尽可能多地从类型系统中受益？”

Answer 1

要真正实现需要操作系统支持的跨平台功能（如套接字），您将不得不编写在某些平台上无法编译的代码。这意味着您的面向对象设计需要补充预处理器指令。

但是由于无论如何您都必须使用预处理器，因此从socket 基类继承的win32socket（例如）之类的东西是否必要或有用是值得怀疑的。当在运行时多态地选择不同的函数时，OO 通常很有用。但跨平台功能通常更多的是编译时问题。 （例如，如果该函数甚至无法在 Linux 上编译，那么多态调用 win32socket::connect 是没有用的！）因此，最好简单地创建一个 socket 类，该类根据使用预处理器指令的平台而不同地实现。

Answer 2

第二种方法更好，因为它允许您创建仅存在于其中一个平台上的成员函数。然后，您可以在平台无关代码中使用抽象类，在特定平台代码中使用具体类。

例子：

class Foo
{
    public:
        virtual ~Foo() {};
        virtual void Bar() = 0;
};   
class Win32Foo : public Foo
{
    public:
        void Bar();
        void CloseWindow(); // Win32-specific function
};

class Abc
{
    public:
        virtual ~Abc() {};
        virtual void Xyz() = 0;
};   
class Win32Abc : public Abc
{
    public:
        void Xyz()
        {
           // do something
           // and Close the window
           Win32Foo foo;
           foo.CloseWindow();
        }
};

Answer 3

理想情况下，您会将差异集中在可能的最低级别。
所以你的顶级代码调用 Foo() 并且只有 Foo() 需要在内部关心它正在调用什么操作系统。

ps。看看 'boost' 它包含很多东西来处理跨平台网络文件系统等

Answer 4

定义你的接口，转发到detail 调用：

#include "detail/foo.hpp"

struct foo
{
    void some_thing(void)
    {
        detail::some_thing();
    }
}

“detail/foo.hpp”类似于：

namespace detail
{
    void some_thing(void);
}

然后您将在detail/win32/foo.cpp 或detail/posix/foo.cpp 中实现它，并根据您为哪个平台编译，编译一个或另一个。

通用接口只是将调用转发到特定于实现的实现。这类似于 boost 的做法。您需要查看 boost 以获取完整的详细信息。

Answer 5

在您的第一个示例或 GMan 中进行委托非常有效，特别是如果特定于平台的部分需要许多特定于平台的成员（例如，仅存在于一个平台中的类型的成员）。缺点是你必须维护两个类。

如果类要更简单，没有很多特定于平台的成员，你可以只使用一个通用的类声明，并在两个不同的 .cc 文件中编写两个实现（可能加上第三个 .cc 用于平台无关的方法实现）。对于少数特定于平台的成员或具有特定于平台类型的成员，您可能需要在头文件中添加一些#ifdef。这种方式更像是一种黑客攻击，但更容易开始。如果它失控，您可以随时切换到代理。

Answer 6

您无需使用 OOP 即可跨平台。跨平台更多的是一种架构和设计范式。

我建议将所有平台特定代码与标准代码（例如套接字 GUI）隔离开来。在不同的平台上比较这些并编写一个通用的层或包装器。在您的代码中使用这一层。创建库函数以实现通用层的平台特定实现。

平台特定的函数应该在单独的库或文件中。您的构建过程应该为特定平台使用正确的库。您的“标准”代码不应有任何更改。

Answer 7

正如其他人所指出的，继承对于这项工作来说是一个错误的工具。在您的案例中使用的具体类型的决定是在构建时做出的，而经典的多态性使得该决定可以在运行时做出（即作为用户操作的结果）。

Answer 8

您可以使用模板专业化来分隔不同平台的代码。

enum platform {mac, lin, w32};

template<platform p = mac>
struct MyClass
{
 // Platform dependent stuff for whatever platform you want to build for default here...
};

template<>
struct MyClass<lin>
{
 // Platform dependent stuff for Linux...
};

template<>
struct MyClass<w32>
{
 // Platform dependent stuff for Win32...
};

int main (void)
{
 MyClass<> formac;
 MyClass<lin> forlin
 MyClass<w32> forw32;
 return 0;
}