C++ 中的设计问题：以接口为中心的设计中的代码重用答案

【问题标题】：Design issue in C++: code reuse in interface centric designC++ 中的设计问题：以接口为中心的设计中的代码重用
【发布时间】：2012-04-10 02:44:27
【问题描述】：

该项目有一个目标：使用以界面为中心的设计。基本上，我们只声明公共纯函数的类，并让真正的类继承自它们。

现在出现一个问题——如何重用实用函数？

这是一个例子：

class InterF1 {
  public:
    int f1() = 0;
    int g1() = 0;   
}; 

class InterF2 {
  public:
    int f2() = 0;
}; 

class C1: public InterF1 {
  public:
    int f1();
    int g1();
};


class C2: public InterF1, InterF2 {
  public:
    int f1();
    int g1();
    int f2();
};

在实现 C1::f1() 和 C2::f1() 时，我发现这两个函数之间存在代码重复。我应该如何删除重复项？

以下是我的想法：

1) 我可以像这样向接口类添加保护：

class InterF1 {
  public:
    int f1() = 0;
    int g1() = 0;   
  protected:
    int util();
    int convenient_var_calculated_by_util;
};

在上述设计中，C1::f1() 和 C2::f2() 都可以调用 util()。

2) 我可以抽象出一个新接口：

class UtilI {
    public:
      int util(int in_var) = 0;
};

在本设计中，InterF1、C1和C2改为

class InterF1 {
  public:
    int f1(UtilI u) = 0;
    int g1() = 0;   
}; 

class C1: public InterF1 {
  public:
    int f1(UtilI u);
    int g1();
};


class C2: public InterF1, InterF2 {
  public:
    int f1(UtilI u);
    int g1();
    int f2();
};

和 C1::f1() 和 C2::f1() 都调用 UtilI API。

解决方案 2 似乎更符合我们的“以界面为中心”的目标，而且看起来确实更好。但我有一个担心，InterF1 和 InterF2 本身应该是比 UtilI 更高级别的抽象，它更多的是实现细节，我是否混合了 2 个级别？换句话说，如果以后实现发生变化，我将需要再次更新 f1() 和 f2() 签名，这听起来不对。

解决方案 1 似乎很方便，但对我来说它看起来不那么“纯粹”，我在这里是不是太教条了？

【问题讨论】：

标签： c++ oop

【解决方案1】：

通常我会说您应该将通用实现放在基类中 - 但您需要基类是纯虚拟的。因此，我建议：

创建中间实现类

如果每个想要实现InterF2 的类也想实现InterF1，这种方法是可以的。

方法是实现
```
class InterF1Impl: public InterF1 {
  public:
    int f1();
    int g1();
}
```
那么C1 和C2 都可以从InterF1Impl 派生而来，它实现了常见的f1() 和g1() 方法。

但是，如果您有另一个类 C3 : public InterF2，它希望与 C2 共享 f2() 的实现，但又不想实现 InterF1，则此方法将无法很好地扩展。

另一种（更好的）方法是
使用组合来包含实现类。

在这种方法中，如上所述实现InterF1Impl: public InterF1，但不是派生 C1: public InterF1Impl，而是让InterF1Impl 成为C1 类的一部分。
```
class C1: public InterF1 {
  private:
    InterF1Impl * f1impl;
  public:
    int f1();
    int g1();
}
```
C1::f1() 和C1::g1() 方法只是从f1impl 调用相应的方法。

这样，如果你需要f2()的通用实现，那么你也可以实现InterF2: public InterF2，C2可以类似的方式实现：
```
class C2: public InterF1, InterF2 {
  private:
    InterF1Impl * f1impl;
    InterF2Impl * f2impl;
  public:
    int f1(); /* calls f1impl->f1() */
    int g1(); /* calls f1impl->g1() */
    int f2(); /* calls f2impl->f2() */
}
```
如果您以后需要这样的类，另一个类可以只使用InterF2 的实现，而无需同时实现InterF1。

【讨论】：

您所说的一个变体也将具有仅在 C1 和 C2 的实现中的类和/或一系列普通实用程序函数。因此它们包含在实现中，但从未暴露给公共接口。这似乎比在类中指向实用程序类要简单一些，后者仍然将它们作为实现的一部分“公开”。

【解决方案2】：

您的第二个解决方案比第一个更好，但我会采取不同的做法。

首先，代码重用可以通过对象之间的继承或组合关系来实现。在这种情况下，组合方法更有意义，如下所述。

您的类的用户可能不关心util() 方法的实现，甚至它的存在。因此，拥有UtilI 接口并使其成为公共 API 的一部分似乎是不必要的。由于实用程序逻辑是您的实现的一部分，而不是接口的一部分，因此此类应仅用于 C1 和 C2 类的实现。如果你这样做，你可能不需要UtilI 接口，并且可以只用具体类Util 替换。您可能可以使此类无状态，因此它只有静态方法。如果不是，那么它可能是单例，或者您的类可以创建自己的实例（取决于您的需要）。

以界面为中心的设计是一个很好的目标，但重要的是您只公开应该公开的内容。这是设计任何 API 的重要部分，它应该是完整的和最小的。

【讨论】：