C++：NVI 和模板方法模式之间的区别？

Question

NVI (Non-Virtual Interface) 和Template Method 模式有什么区别？

它们看起来非常相似，而且我读过它们基本相同，并且它们之间存在细微的差异，因为 Template 更通用。

Answer 1

NVI 是一个成语，Template Method 是一个模式。 NVI 是在 C++ 中使用动态调度的模板方法模式的实现；也可以使用模板元编程在 C++ 中创建模板方法来消除动态分派。

模式比惯用语更通用，语言可能使用不同的惯用语来实现模式。

Answer 2

如前所述，NVI 是一种编程习语，与一类语言有关。它由 Herb Sutter 等人推广，因为它有助于执行合同：

• 类不变量
• 函数契约（对传递的参数和生成的返回值的断言）
• 重复操作（如日志记录）
• 控制生成的异常（虽然是个坏主意；））

但是，实现实际上可能有很大不同，例如 NVI 实现的另一个示例是将其与 Pimpl 结合：

class FooImpl;

class Foo
{
public:
  enum type { Type1, Type2 };

  Foo(type t, int i, int j);

  int GetResult() const;

private:
  FooImpl* mImpl;
};

对于实施：

struct FooImpl
{
  virtual ~FooImpl();
  virtual int GetResult() const;
};

class FooType1: public FooImpl
{
public:
  FooType1(int i, int j);
  virtual int GetResult() const;
private:
  /// ...
};

我一直发现它更好地传达了这一点。你想清楚了吗？

主要的一点是virtual 是一个实现细节。在接口中公开实现细节是一个坏主意，因为您可能希望更改它们。

此外，实现细节往往会影响二进制兼容性。例如，在一个类中添加一个新的virtual 方法可能会改变虚拟表的布局（常见的实现技术），从而破坏二进制兼容性。在 gcc 上，如果您希望保持兼容性，您需要确保最后添加它（在虚拟中）。

通过使用上面的 NVI + Pimpl 组合，暴露的类中根本没有virtual（甚至不是私有的）。内存布局向后和向前兼容。我们已经实现了二进制兼容性。

在这里，我们一次使用多个模式：

• 模板方法
• 策略（因为我们可以随意交换指针）
• 工厂（决定我们获得哪种实现）