C++ OOP 架构：决定是从基类声明对象还是继承基类

Question

我觉得此时我的想法很糟糕，我正在寻求一些帮助，以了解如何在 C++ 中连接以下面向关注的类。

SensorBase： 包含典型的传感器功能。大多数传感器共享相同的功能，但其中一些功能依赖于每个特定的传感器类，因此被声明为“虚拟”（fe SensorBase::calcFactor() 和 SensorBase::calcCelling() ）。

SensorThreshold 和 SensorTrend： 这些类仅扩展 SensorBase 类的特定位的功能，具体取决于我是否要针对“阈值水平”跟踪当前传感器读数，或者我是否要跟踪一系列传感器读数的趋势。它们都以不同的方式实现“calcFactor()”。这些类从 SensorBase 派生是绝对有道理的。

最后，我的混淆发生在这里： CO2Sensor、NH3Sensor、O2Sensor等： 这些是“Xgas”传感器类（从现在起将被称为 XSensor 作为一个组）。对于每个传感器，我可能需要跟踪阈值或获取值的趋势，或两者兼而有之。该声明表明我可以声明一个（或两个） SensorThreshold / SensorTrend 对象。

问题（和扭曲）是每个 XSsensor 都需要重新定义 SensorBase::calcCelling() 函数。所以这样想，似乎从 SensorThreshold 或 SensorTrend （作为公共虚拟以避免“钻石问题”）派生 XGasSensor 会有所帮助。但是我不知道 SensorThreshold ::calcCelling() 和 SensorTrend::calcCelling() 中的哪一个会被调用。 2 具有相同的实现，但可以使用不同的值作为参数调用。

如果我没记错的话，编译器应该在这里抛出错误并中止编译。但是，我无法从每个 XGasSensor 实现 calcCelling()。

以上内容包含在以下内容中

class SensorBase
{
    public:
        virtual calcFactor();
        virtual calcCelling();
};

class SensorThreshold : virtual public SensorBase
{
    public:
        calcFactor();
        calcCelling();
};

class SensorTrend : virtual public SensorBase
{
    public:
        calcFactor();
        calcCelling();
};

然后

class CO2Sensor
{
    public:
        SensorThreshold sensorThres;
        SensorTrend sensorTrend;
        //but I cannot implement calcCelling() now
};

或

class CO2Sensor: public SensorThreshold , public SensorTrend ;
{
    public:
        calcCeilling(); //this would probably be "ambigious" error by the compiler
};

最后我想问题是：如何在 SensorThreshold 和 SensorTrend 中实现 SensorBase 的位以及每个 XGasSensor 中的其他位？同时将我的 XGasSensor 实现基于 SensorThreshold 或 SensorTrend 或两者？

编辑：

如果我说当前 SensorThreshold 和 SensorTrend 功能（如下所述）是 SensorBase 类的一部分，上述内容可能更有意义。所以所有的 XGasSensor（稍后也会解释）派生 SensorBase 并实现calcCeiling()。这样，所有传感器都跟踪阈值和趋势，这并不理想（因为并非所有传感器都需要阈值跟踪和趋势跟踪）。这就是我试图将阈值相关功能与趋势相关功能分开的原因。

Answer 1

如果不覆盖XSensor 中的calcCeiling()，如果您尝试在XSensor 上调用此方法，则会出现歧义错误。但是，您可以调用您可以从SensorThreshold 或SensorTrend 调用此方法的任一版本，只需对其进行限定即可。如果您在XSensor 中覆盖calcCeiling()，则对XSensor 的调用将是明确的

class CO2Sensor: public SensorThreshold , public SensorTrend
{
public:
    int calcCeiling() override {
        SensorThreshold::calcCeiling(); // this works
        SensorTrend::calcCeiling();  // this also works
    }
};

// by another object.
SensorBase* co2sensor = CreateSensor("CO2"); 
co2sensor->SensorThreshold::calcCeiling(); // non-ambiguous.
co2sensor->SensorTrend::calcCeiling(); // non-ambiguous.
co2sensor->calcCeiling(); // non-ambiguous (calls CO2Sensor::calcCeiling.)

我会重新考虑您的继承模型，因为听起来您正在尝试向传感器添加额外的功能，这听起来比多重继承更好地描述为decorator pattern。

Answer 2

class SensorBase
{
    public:
        virtual calcFactor();
        virtual calcCelling();
};

class SensorThreshold : virtual public SensorBase
{
    public:
        calcFactor();
        Virtual calcCelling()
          {ThCeiling()}

    Protected:
          Virtual ThCeiling();
};

class SensorTrend : virtual public SensorBase
{
    public:
        calcFactor();
        Virtual calcCelling()
           {TrCeiling();}

    Protected:
        Virtual TrCeiling();
};

class CO2Sensor: public SensorThreshold , public SensorTrend ;
{
    Protected:
        TrCeiling();
        ThCeiling();
};

Answer 3

我相信您是说 CO2 传感器可以实现阈值或趋势功能，这将在运行时确定创建此类 CO2 传感器的时间。
因此，我建议采用一种方法，其中 CO2 传感器将包含一个指向基类的指针，该基类可以在构造时进行初始化。

class CO2Sensor {
  private:
    SensorBase *sensorFunctionality;
  public:
    CO2Sensor( SensorBase *functionality);
    returnType calcCeiling() { return functionality->calcCeiling(); }
}

构造函数主体会将functionality 参数分配给sensorFunctionality 数据成员

如果许多传感器具有这种多重功能行为，您可能有一个名为 MultifunctionSensor 的类，它会执行此调度，然后让所有 MultifunctionSensor 类派生自它。