C++：组合接口答案

【问题标题】：C++: Composition InterfaceC++：组合接口
【发布时间】：2010-01-04 19:48:23
【问题描述】：

所以我花了一些时间思考这个问题，并在谷歌上到处寻找“解决方案”（解决方案很可能是一个偏好问题，但我对此不确定）。下面是我遇到的问题，但是这个问题可以应用于很多关于构图的情况。

我有一个类 Colour，其中包含 red、green、blue 和 alpha 的成员。它们中的每一个都有一个 set 和 get 成员函数。很简单。

class Colour
{
    public:
        float getRed();
        void setRed(float);
        float getGreen();
        void setGreen(float);
        ...
    private:
        float red;
        float green;
        ...
};

我将在其他类中使用这个类来指定它们的颜色，例如（为了简洁省略构造函数和析构函数）：

class ColourableObject
{
    private:
        Colour colour;
};

现在我的问题是：这个 ColourableObject 类如何最好地访问这个 Color 对象？最好检索 Color 对象以直接访问其成员函数，如下所示：

class ColourableObject
{
    public:
        Colour& getColour();
    private:
        Colour colour;
};

或者，最好给 ColourableObject 类提供自己的集合并获取颜色函数，其中作用于 Color 对象，如下所示：

class ColourableObject
{
    public:
        float getRed();
        void setRed(float);
        ...
    private:
        Colour colour;
};

对我来说，前者是最合乎逻辑的，因为它可以省去很多麻烦，只需直接作用于这个 Color 对象，就可以为每个需要这个 Color 对象的类添加功能。

但是，后者不是更容易受到 ColourableObject 类更改的影响吗？更不用说 colourableObject.getColour().setRed(x) 对我来说似乎不太自然，因为 get 和 set 相互冲突。

我可能完全有错误的方法。我对C++比较陌生，所以我愿意学习！那么问题来了，我应该使用前一种方法，后一种方法，还是完全不同的方法？

【问题讨论】：

你有没有想过，如果你为每个数据成员提供get/set方法，效果就是没有封装。您不妨一开始就将数据成员公开。
@jalf 除非他完全删除 Color 对象，并用其他东西替换它。也许他开始将所有内容存储在 CMYK 中，并在 setRed 中进行计算以生成适当的值。

标签： c++ class interface composition

【解决方案1】：

不直接回答你的问题，但我会摆脱所有的设置器（通常在任何情况下都有设置器是一个不好的迹象），并使用构造函数：

Color c = Color( 123, 17, 77 );

其中三个构造函数参数是 RGB 值。

【讨论】：

我当然会使用构造函数。为了简洁起见，我省略了它们，尽管为了清楚起见我应该添加它们，我很抱歉。当我需要在 Color 对象的生命周期内检索或更改 RGBA 值时，就会出现问题，这就是问题所在。很抱歉给您带来不便，并感谢您的回复。
我的意思是你应该一次更改所有三个 RGB 值，最简单的方法是使用构造函数创建一个新的 Color 值。
我明白了。好吧，当我在下面评论 Shmoopty 的回答时，我考虑了这一点。当我只需要更改一个值时，我想尝试避免更改所有值。我很可能会使用这个解决方案。非常感谢大家的回复，非常感谢。
@Charlie 感谢您的礼貌，但在 StackOverflow 上，我们一般不会对每个评论或回答说“谢谢”。只需为您认为有用的答案投票，并记住接受您认为最有用的答案。

【解决方案2】：

如果您可能需要添加其他颜色，例如橙色、紫色、青色或 Crayola 的新 Smooky Applewood，我可能会重新创建您的课程！

有点像基础颜色类，并通过引入新颜色来作用于该基础类。这样，您处理的颜色无关紧要。这都是一个黑匣子。这也将回答您的第二个问题，因为您不必重新定义您的 setColor 和 getColor 名称方法。他们不需要知道或关心您指的是什么颜色。

我认为 Code Complete（这本书）有一个章节是关于查看具有太多 get/set 方法的类的部分。它通常归结为错误的做事方式。

【讨论】：

【解决方案3】：

在这种情况下，您对 getter 和 setter 的使用没有多大意义。您也可以将Colour 的float 成员公开。除非您需要对多个私有成员进行验证或操作，否则请继续公开这些成员，并创建一个构造函数来适当地初始化 Colour。

至于ColourableObject，您应该问的问题是：其他不相关的类是否需要访问对象的Colour 成员？他们需要对其进行更改吗？如果其中任何一个的答案是“否”，我会说您根本不应该在该对象上使用任何类型的 getter 或 setter。否则，同样，除非您需要进行验证或其他状态更改，否则只需将 Colour 设为公开即可。

【讨论】：

其他类可能需要访问 ColourableObject，例如，如果 ColourableObject 是 ColourableObjectStorage 的子类，它具有可能希望更改其子类颜色的函数。如前所述，此问题与此没有直接关系。这是与任何与此类似的组合相关的问题。我已阅读此页面上的所有答案，并且对如何处理这些问题有一个很好的了解。感谢您的回复。

【解决方案4】：

DRY principle 支持您的第一个选项，提供对Colour 对象的访问。

另外，你可能希望改变

    Colour& getColour();

到

    const Colour& getColour();
    void setColour( const Colour& );

...因为这将确保您的 ColourableObject 始终知道其颜色何时发生变化。

【讨论】：

我实际上正在考虑这个。但是，我确实对此不以为然，因为创建一个全新的对象来更改单个值似乎浪费了处理能力。比如我想改变红色的值，我需要重新构造所有的RGBA值。我忘了在问题中写这个考虑，我可以考虑一下，谢谢你的回复。
@Charlie Wilkinson：无论您采用哪种方法，都尽量不要陷入降低处理能力的困境。任何程序都可以逐步优化，直到时间结束。只有在项目结束时才知道是否需要首先进行任何优化。
@Charlie Wilkinson：Shmoopty 有一个观点。如果您想要最大速度，请将 Color 设置为仅存储 32 位值（用于 R、G、B、a）的不可变结构。然后复制整个实例将与设置任何一个属性一样便宜。

【解决方案5】：

最终，答案取决于您希望（或不希望）如何限制对嵌入 Color 对象的访问。

在您的第一选择中...

class ColourableObject
{
public:
    Colour& getColour();
private:
    Colour colour;
};

...您实际上根本没有限制访问。如果用户可以通过getColour() 访问私人会员，那么将其设为私人有什么意义？您不妨跳过中间步骤，直接执行以下操作：

class ColourableObject
{
public:
    Colour colour;
};

这样做时，人们可以直接引用数据成员及其所有函数，例如C.colour.getRed();（假设 C 是 ColourableObject）

现在，假设您想以某种方式限制最终用户 - 他不能设置绿色或蓝色，但您可以允许他设置红色。在这种情况下，您可能需要使用第二个选择：

class ColourableObject
{
public:
    float getRed();
    void setRed(float);
    ...
private:
    Colour colour;
};

这是因为ColourableObject 的用户只能访问您的公共函数，而不能访问底层的私有成员。如果您希望在最终用户和颜色选择之间有一些中间步骤，这个原理也适用。例如：

class ColourableObject
{
public:
    void setMood(enum Mood);
private:
    Colour colour;
};

void ColourableObject::setMood(enum Mood)
{
   if(Mood == HAPPY) colour.setRed(3);
   if(Mood == SAD)  colour.setBlue(11);
   ...
}

最后，您可以做一个混合，保持 colour 数据成员公开，但也为该数据成员添加额外的访问器。

总结：

第一种方法：
- Pro 的：Color 接口通过。
- 缺点：公开数据成员。
第二种方法：
- 专业版：封装数据。未来对 Colour 界面的更改只会破坏您的代码，而不是最终用户的代码。
- 缺点：您必须重新实现您希望最终用户能够使用的 Colour 界面的任何部分。

【讨论】：

【解决方案6】：

就 Colorable 的成员而言，我个人更喜欢删除“get”部分：

colorableObject.Color().setRed(1.0f);

正如你所说，这完全是个人喜好（拼写也是如此！:) 但这样，对我来说，它看起来像一个“属性”，而不是一个 getter/setter 方法。

【讨论】：