设计模式：继承与封装继承

Posted 2023-02-23

【中文标题】设计模式：继承与封装继承

【英文标题】：Design pattern: inheritance and encapsulated inheritance

【发布时间】：2016-04-08 23:34:39

【问题描述】：

我在精确表述时遇到问题，所以我在标题中留下了更一般的描述（如果您对问题有更准确的描述，请发表评论，我会编辑标题）。

问题：Audiostream 和 VideoStream 两个类派生自基类 MediaStream，它对音频和视频流方法有一些共同点，但不打算按原样使用。因此，有两个类 AudioStreamSettings 和 VideoStreamSettings 派生自 MediaStreamSettings 并传递给其相应流类的构造函数。 MediaStreamSettings 存储音频和视频的通用设置，基类MediaStream 访问此数据。问题是：在流和设置的基类之间设计这种层次关系的最佳方法是什么？

我可以想到一个快速的解决方案，如下所示：

class MediaStream 
public:
  MediaStream(const MediaStreamSettings& settings)
    // do nothing, let derived classes initialize settings_
    // note: I feel guilty for doing this...
  
  virtual ~MediaStream()
protected:
  std::shared_ptr<MediaStreamSettings> settings_;
;

class VideoStream : public MediaStream 
public:
  VideoStream(const VideoStreamSettings& settings):
    MediaStream(settings)
  
    settings_ = std::make_shared<VideoStreamSettings>(settings);
  

  void doSomething()
    int s1 = std::dynamic_pointer_cast<VideoStream, MediaStream>(settings_)->getVideoStreamSetting1();
    ...
  
;

class AudioStream : public MediaStream 
public:
  AudioStream(const AudioStreamSettings& settings):
    MediaStream(settings)
  
    settings_ = std::make_shared<AudioStreamSettings>(settings);
  

总而言之，我对这种方法有两点不满意：

未在基类中初始化 settings_（我是否应该将其抽象化以使自己平静下来？） 每次我需要访问派生类中的设置时都使用dynamic_pointer_cast（我应该为此创建一个方法包装器吗？）

【问题讨论】：

由于基类提供了settings_ 数据成员，它应该初始化该成员。然后，它的构造函数应该接受一个参数，该参数要么直接提供完整的设置对象，要么用作生产它的工厂。但是，这里的问题是通过复制创建的多个对象之间可能共享设置。最好让MediaStream 不可复制。然后unique_ptr 会更合适。

@Cheersandhth.-Alf 谢谢！起初，我实际上尝试使用unique_ptr，但后来被dynamic_pointer_cast 卡住了。我同意，shared_ptr 在这里不合适。我想将unique_ptr 和@Jarod42 答案描述的抽象方法结合起来会是一个更好的设计

【参考方案1】：

一种解决方案是不在MediaStream中存储数据并添加虚拟方法

virtual const MediaStreamSettings& GetMediaStreamSettings() const = 0;

【讨论】：

谢谢！我喜欢这种方法。另外，我会尝试使用unique_ptr 而不是shared_ptr 来代替settings_。我会暂时保留问题，让人们提供更多选择。

【参考方案2】：

由于 MediaStream 不应按原样使用，因此将其设为抽象类应该是可以接受的（并且是可取的）。 因此提供实现（包括类成员）是没有意义的。

class IMediaStream 
public:
    virtual ~IMediaStream() 
    virtual void play() = 0;
    virtual std::shared_ptr<MediaSettings> getSettings() = 0;
private:
    IMediaStream() 
;

template<Setting>
class MediaStream : public IMediaStream 
public:
    MediaStream(const Setting& settings)
        settings_ = std::make_shared<Setting>(settings);
    
    virtual ~MediaStream() 
    virtual void play() override 
        // Implementation here
    
    virtual std::shared_ptr<MediaSettings> getSettings() override 
        return std::dynamic_pointer_cast<Setting, MediaSettings>();
    
private:
    std::shared_ptr<Setting> settings_;


// Alternatively you can inherit or specialize
// the template to add your implementation
typedef MediaStream<VideoStreamSettings> VideoStream;
typedef MediaStream<AudioStreamSettings> AudioStream;

【讨论】：

谢谢！我想我需要继承 VideoStream 和 AudioStream 必须执行一些特定于其类型的操作。但是在这里使用模板是个好主意！我会考虑的