不同版本设备的代码结构

Posted 2023-02-18

【中文标题】不同版本设备的代码结构

【英文标题】：Code structure for different versions of devices

【发布时间】：2019-10-06 12:36:51

【问题描述】：

我正在编写一个“设备驱动程序”（C++14），它可以处理用于不同版本设备的多个版本的协议。此设备驱动程序在外部 PC 上运行，该 PC 使用基于 HTTP 的协议通过以太网与设备通信。所有版本都有共同的功能，但某些功能可能会在某些版本的协议中增加。

下面是一个例子：

class ProtocolBase 
public:
    virtual void reset_parameters() 
        std::cout << "reset parameters" << std::endl;
    

    virtual void set_parameters() 
        std::cout << "set parameters" << std::endl;
    
;

class ProtocolV1 : public ProtocolBase

public:
    void set_parameters() override 
        std::cout << "set parameters for V1" << std::endl;
    
;

class ProtocolV2 : public ProtocolBase 

public:
    void set_parameters() override 
        std::cout << "set parameters for V2" << std::endl;
    

    void reset_parameters() 
        std::cout << "reset parameters for V2" << std::endl;
    

    void do_V2() 
        std::cout << "doing V2" << std::endl;
    
;

下面是main：

int main(int argc, char const *argv[])

    int version = std::atoi(argv[1]);

    std::unique_ptr<ProtocolBase> protocol = std::make_unique<ProtocolV1>();
    switch (version)
    
    case 1:
        /* do nothing at the moment */
        break;
    case 2:
        protocol.reset(new ProtocolV2);
        break;
    default:
        break;
    

    protocol->reset_parameters();

    if(ProtocolV2* p = dynamic_cast<ProtocolV2*>(protocol.get()))  //not sure about this
        p->do_V2();
    else 
        std::cout << "This functionality is unavailable for this device" << std::endl;
    
    protocol->set_parameters();
    return 0;

我感觉使用dynamic_cast 不是最好的方法。期待一些反馈。

编辑：根据@Ptaq666 的回答，我将ProtocolBase 和ProtocolV2 修改为：

class ProtocolBase 
public:
    virtual void do_V()
        std::cerr << "This functionality is unavailable for this device" << std::endl;
    
;
class ProtocolV2 : public ProtocolBase 

public:
    void do_V() override 
        std::cout << "doing V2" << std::endl;
    
;

有了这个，就不再需要dynamic_cast，尽管基类必须知道所有的功能。这似乎是目前最好的解决方案。

【问题讨论】：

很好的例子在这里：cs.chromium.org/chromium/src/third_party/blink/public/platform/… 输入事件类型（在您的情况下是协议版本）在输入事件构造中指定。输入事件类型由IsMouseEventType 等方法确定，在您的情况下为IsProtocolV2

还有什么是 Protocol 在主要的第二行 std::unique_ptr<Protocol> protocol = std::make_unique<ProtocolV1>(); 你的意思是 ProtocolBase 吗？

我的错，是的，我的意思是ProtocolBase

感谢您的澄清！如果函数不依赖于派生类中可能不同的任何数据成员，我看不出有任何问题！您不确定的是什么？你有什么顾虑？

@Fareanor 你是对的，但在这种特定情况下，这并不重要！

【参考方案1】：

一般来说，这取决于派生类ProtocolV1和ProtocolV2是如何形成的，以及各自的成员函数是否要使用不同的数据成员，数据成员和天气是什么！

原因很简单，因为不依赖于成员数据，成员函数只对调用它们的对象的类型敏感，而不是它们的值/状态！

这就像有一个（非成员）函数重载，如：

void function(ProtocolV1 *)
        std::cout << "set parameters for V1" << std::endl;

void function(ProtocolV2 *)
        std::cout << "set parameters for V2" << std::endl;

然后用ProtocolV1 *类型的指针调用一次，然后用ProtocolV2 *类型的空指针调用一次。

如果您喜欢问题中提出的用法的替代方案，您甚至可以使用 C 样式转换： 结果是 SAME！

最后，如果您要调用成员函数，然后从中调用另一个函数，该函数需要一些数据成员，这在派生类中是不同作为其参数的，那么你不能使用任何类型转换，除非你引入某种形式的补偿来填充类型转换中没有出现的数据！

祝你好运！

【讨论】：

@harsh 如果这有帮助，请考虑投票/接受它！

Fareanor 关于ProtocolV2* p 生命周期的评论并不是真正的话题，内存管理也没有问题。您使用 nullptr cast 和 nullptr 取消引用的示例也是错误的。取消引用空指针是未定义的行为 (ref)。最后，问题是关于如何正确设计系统（使用动态转换或其他方法），而不是如何转换指针。

@Ptaq666 有趣的是，我正要问类似的问题，因为我开始怀疑自己！谢谢！

但我有点困惑，你是给我穿衣服还是@Fareanor 还是我，还是两者兼而有之？

@Ptaq666 现在我正在考虑它，我非常怀疑！我可以将其作为问题发布吗？

【参考方案2】：

在大多数情况下，选择合适的系统架构时，答案是 “这取决于” ：）。最舒适的解决方案是引入特定于协议的行为 构造函数中的ProtocolBase 子类

class ProtocolV2 : public ProtocolBase 

public:
    ProtocolV2::ProtocolV2(args) 
        // set some params that will determine when do_V2() is called
        // it can be some numeric setting, a callback, or similar
    
    void set_parameters() override 
        // you can use V2 behavior here maybe?
        std::cout << "set parameters for V2" << std::endl;
    

    void reset_parameters() override 
        // or here maybe?
        std::cout << "reset parameters for V2" << std::endl;
    

private:
    void do_V2() 
        std::cout << "doing V2" << std::endl;
    
;

如果由于某种原因您无法执行此操作，则可以将 do_V2() 保持为公开状态 非虚拟方法，但在传递 ProtocolV2 作为指向 ProtocolBase 的指针之前调用它 到将使用它的系统。当然限制是do_V2只能在外面调用 您的系统范围，这可能无法真正解决问题。

另一种选择是将do_V2() 实际移动到界面：

class ProtocolBase 
public:
    virtual void reset_parameters() 
        std::cout << "reset parameters" << std::endl;
    
    virtual void set_parameters() 
        std::cout << "set parameters" << std::endl;
    
    virtual void do_V2() 
        std::cout << "not supported" << std::endl;
    
;

并默认将其实现为“不支持”行为。只有ProtocolV2 会实现此行为 作为协议的有效部分。

最后，如果以上都不行，你当然可以按照你的建议使用dynamic_cast。 我个人尽量避免使用dynamic_cast，因为我的办公室同事肯定会开始滥用它， 但在某些情况下，这是一个正确的解决方案。

此外，如果您决定强制转换指针，请将 std::shared_ptr 与 dynamic_pointer_cast 一起使用，而不是从 unique_ptr 访问原始指针。

【讨论】：

我想我更喜欢使用您的第二个选项，将功能移动到界面。原因是，我可能有超过 2 种协议变体。我将不得不跟踪在哪个协议中实现了哪个功能。最简单的方法是在基类中拥有一个“空”虚函数，并由相应的派生类实现它。