类属性的 C++ 等价于 Matlab Abstract

Posted 2023-02-23

【中文标题】类属性的 C++ 等价于 Matlab Abstract

【英文标题】：C++ equivalent of Matlab Abstract for class properties

【发布时间】：2013-01-16 13:14:47

【问题描述】：

短版： 考虑以下伪代码：

class Foo 
    private:
        abstract type myVar;
 // This class is abstract

您将如何在标准 C++ 中实现此行为？

---

加长版： 我必须将大量面向 Obj 的代码从 Matlab 移植到 C++。 请注意，我是世界上使用 Matlab 经验最少的人，自 2007 年以来我就不再使用 C++。

我在这个主题上搜索了很多，但我找不到我的问题的正确答案。 所以我在这里:)

假设你有这个 matlab 类：

classdef Foo < handle
    properties (Abstract, Dependent)
        A
    end

    properties
        B
    end

    methods (Abstract)
        computeA()
    end

    methods (Access = protected)
        function obj = Foo(bar)
            obj.B = Matlab.BlaBlaBla(bar)
    end
end

这个类（我想）不能“直接”分配，因为它的构造函数是受保护的。 属性“A”也是抽象的（暂时忽略也是依赖的事实）。 MathWorks 告诉我们，这意味着：

具体的子类必须重新定义抽象属性 抽象属性，并且必须为 SetAccess 和 GetAccess 属性与抽象超类中使用的属性相同。 抽象属性无法定义 set 或 get 访问方法（请参阅 属性访问方法）并且不能指定初始值。这 定义具体属性的子类可以创建 set 或 get 访问方法并指定初始值。

那么你将如何正确地在 C++ 中翻译这种行为呢？ 如果我按照以下方式进行操作是否正确？ （我的意思是说这不是一个糟糕的设计实践）

class Foo 
    private:
         type A;
         type B;
    protected:
         virtual void computeA() = 0;
         Foo(type bar)  this.B = SomeFoo(bar); 

我的想法（我可能错了）是，如果我这样做，就必须这样做

class Subclass: Foo 
    protected:
        void computeA()... 
    public:
        type A()  computeA(); return A;  //This is A getter that grants Dependent behavior

否则会在编译时出错。

我错了吗？有更好的方法吗？ 也是翻译 Dependent 关键字的正确方法吗？

【问题讨论】：

至少根据您的描述，在我看来，Matlab 属性已经够混乱了（如果您愿意，可以将其读作“对于 C++ 而言足够陌生”）任何 翻译成 C++ 将做以下两件事之一：要么大量更改代码，要么最终变成相当糟糕（或至少很奇怪）的 C++。

抽象关键字定义取自 MathWorks 网站。此外，我认为通过使用 Dependent 关键字获得的行为在 C++ 中并不奇怪。它允许您仅在需要时才计算属性 A，并且它允许您在使用它时始终更新它。还要考虑到我可能误解了 Dependent 对 matlab 的含义 :)

注意Subclass不能访问Foo的私有成员A。

让我举一个例子来说明我的意思。 C++ 使得在需要时计算值变得容易——这没有问题。在基类中声明这将在所有派生类中发生——好吧，对不起，但我不知道有什么方法可以做到这一点。也就是说，我认为没有理由这样做——在 C++ 中，告诉用户他们将更新的值大致相当于告诉某人你给他们的水是湿的。除非您另有说明，否则每个人都会认为是这种情况。

好的，所以 Dependent 是一个简单的可复制行为。摘要呢？

【参考方案1】：

首先，我认为重要的是要问：一个类的公共接口是什么（它的职责是什么，它如何与其他人交互）？

从您的 Matlab 代码中，答案是：该类定义了属性 A 和 B 以及方法 computeA。根据我对 Dependent 属性的理解，我怀疑 computeA() 应该是公开的（参见Matlab docs）。如果您的其余代码需要这个，当然您可以将其公开，但我会尽量减少可访问性。

现在 C++ 中不存在属性的概念。 Matlab 的有趣之处在于基类决定是否存在 A.get、A.set 或两者以及可访问性。我不知道这背后的原因，但在我看来这似乎没有太大意义。在 C++ 中，我会将属性转换为获取/设置方法。请参阅this question 以了解在 C++ 中实现这些的讨论。根据您的选择，您可以将非依赖属性实现为成员对象或 get/set 方法。

一旦您定义了方法的公共接口，我就会尝试开始考虑如何实现它。请注意，Matlab 和 C++ 的内存管理是不同的（Matlab 使用 Copy on Write 并关心内存管理，这在纯 C++ 中不存在）。此外，在（慢速面向对象的）Matlab 代码中可能需要缓存值（如使用 computeA 和相关属性所做的那样），但在 C++ 中则不一定。为了避免过早的优化，为什么不这样做：

class Foo 
    public:
      ClassB B;
      virtual ClassA getA() = 0;
      //define a setA()=0 if you need it here
    protected:
         //I wouldn't force subclasses to have the "caching" of dependent properties, so no virtual void computeA() = 0; 
         Foo(ClassBar const& bar)  this.B = ClassB(bar); /*Note that SomeFoo cannot be assigned to B*/ 

class Subclass: public Foo 
    private:
        ClassA A;
    public:
        ClassA getA()  ClassA A; /*compute A*/ return A;  

如果你遇到A的计算太慢，你仍然可以在子类中“本地缓存A”：

class Subclass: public Foo 
    private:
        ClassA A;
    public:
        ClassA getA()  /*compute A if required*/ return A;  

如果你真的想将 A 存储在 Foo 中，我宁愿将它实现为

class Foo 
    private:
      ClassA A;
    public:
      ClassB B;
      ClassA getA()  if (!A.initialized) A=computeA(); return A; ;
    protected:
         virtual ClassA computeA() = 0;
         Foo(ClassBar const& bar)  this.B = ClassB(bar); /*Note that SomeFoo cannot be assigned to B*/ 

class Subclass: public Foo 
    protected:             
         virtual ClassA computeA() ...

并且不要忘记始终考虑您是否真的想通过（const）引用或值传递......

【讨论】：

我已经仔细阅读了这篇文章，您的建议似乎都很好，澄清了我的大部分疑问。谢谢你的时间:)