实现具有稀疏通用功能的子类

Question

我正在构建一个包含大量类的系统，所有这些类都共享通用功能，但也有少量由重叠的类子集共享的功能。实现这一点的最佳方式是什么？

我将以 SVG 为例（我正在为化学实现一个子集），尽管我在其他领域（例如化学）也有示例。这个以及相关的问题在 XML Schemas 中有明确的、不可变的设计规范。

有一个基类SVGElement，它有很多通用的功能。所有其他类（SVGLine、SVGCircle...）都直接派生自此。然后，它们具有规范中定义的其他功能（通过 XML 属性），例如：

 - x
 - width
 - fill
 - opacity

还有更多。请注意，设计是给定的——我们不能重新创建新的元素或属性。例如 SVG 既有circle 和ellipse（经典问题），一个使用r(adius)，另一个使用width 和height。在子类共享通用功能的情况下，它们可以使用通用代码。

似乎有以下解决方案：

• 在每个子类中实现每个函数。 （容易出错且乏味）
• 实现超类 (SVGElement) 中的所有函数，并使派生方法无操作。 （对于开发人员来说，臃肿、不可读和令人沮丧）
• 创建接口 (hasWidth) 并为每个接口创建一个委托子类 (WidthImplementor)。然后每个类都有一个接口列表（每个 SVG 属性最多 20 个），并且可能有 100-200 个这样的实现者。
• 从架构中自动生成代码。我已经尝试过了，它运行起来很笨拙，但我没有一个漂亮的实现。它也不容易维护（请注意，大多数 XML-to-Java 系统不适合构建库系统，因此我必须自己完成大部分工作）

也许还有其他人。

我知道还有其他关于如何设计抽象的 SO 问题，但这里基本上是固定的。我想要一个通用的解决方案，而不仅仅是一个 SVG 解决方案（用作一个可以理解的示例）。例如，化学标记语言 (CML) 也有 100-200 个子类和 100-200 个属性，分布在一个稀疏矩阵中。

Answer 1

您可能需要考虑将“通用”功能实现为“Decorators”。然后，您可以在解析 SVG 元素时在运行时应用这些装饰器。

abstract class SVGElement {

    public void draw (void) {
        return;
    }

    public boolean hasWidth (void) {
        return false;
    }

    public boolean hasHeight (void) {
        return false;
    }

    // ..
}

// An abstract decorator
abstract class SVGElementDecorator extends SVGElement {

    protected SVGElement decoratedElement;

    public SVGElementDecorator (SVGElement decoratedElement) {
        this.decoratedElement = decoratedElement;
    }

    public void draw (void) {
        decoratedElement.draw ();
    }
}

// Decorator to add width functionality
class WidthDecorator extends SVGElementDecorator {

    private double width;

    public WidthAndHeightDecorator (SVGElement decoratedElement) {
        super(decoratedElement);
    }

    // override base class implementation
    public boolean hasWidth (void) {
        return true;
    }

    // implement a new method
    public double getWidth (void) {
        return width;
    }

    public void draw (void) {

        // do special stuff for width
        // ..

        // then draw the rest
        decoratedElement.draw ();
    }
}

然后，当你看到一个椭圆时：

SVGElement ellipse = new SVGElement();
ellipse = new WidthDecorator (ellipse);
ellipse = new HeightDecorator (ellipse);