如何将此“命令处理程序映射”从派生类重构为基类？

Posted 2023-02-17

【中文标题】如何将此“命令处理程序映射”从派生类重构为基类？

【英文标题】：How to refactor this 'command handler map' from derived classes to the base class?

【发布时间】：2020-08-19 07:01:23

【问题描述】：

我试图通过将某些通用功能从派生类移动到基类来重构一些 C++ 代码。假设我有一个基类Fruit 和两个派生类Apple 和Orange。两个派生类目前都拥有一个私有映射，将命令映射到成员函数，例如对于Apple 类，这将是

typedef void (Apple::*CommandHandler)();
static const std::map<std::string, CommandHandler> commandhandlers;

由于commandhandlers 映射不会随时间变化，我将其设为静态，并且对于每个派生类，它都使用静态函数填充命令处理程序，例如对于Apple 类：

static std::map<std::string, Apple::CommandHandler> mpInitCommandHandlerMap()

    std::map<std::string, Apple::CommandHandler> commandhandlers;
    commandhandlers.insert(std::make_pair("eat", &Apple::eat));
    // ... and so on...
    return commandhandlers;

在哪里

void eat()  std::cout << "eating apple" << std::endl; 

是Apple 类中eat 命令的（私有）命令处理程序示例。

Apple 和Orange 派生类也都有一个handle 函数来处理不同的命令：

void handle(const std::string& command)

    const auto handler = commandhandlers.at(command);
    (this->*handler)();

由于这个handle 函数对于两个派生类都是相同的，我想将它移到Fruit 类中。但是，这就是我卡住的地方。 commandhandlers 映射当前存在于Apple 和Orange 类中，并且具有不同类型的命令处理函数（typedef void (Apple::*CommandHandler)(); 用于Apple 类和typedef void (Orange::*CommandHandler)(); 用于Orange 类） .

所以我的问题是：我希望在Fruit 类中只有一个commandhandler 映射和一个handle 函数。我该怎么做（现在最好使用 C++14）？完整代码可在线获取https://godbolt.org/z/87zbGa

【问题讨论】：

将std:map<std:string, std::function<void()> > commandhandlers_; 放在您的基类中，并在您的Apple 或Orange 构造函数中正常初始化它：commandhandlers_["eat"] = std::bind(&Apple::eat, this);

@pptaszni 这可能与拥有static 命令处理程序映射的要求相冲突。否则，Apple 可能会“看到”Orange 的命令。

"可能会看到Oragne的命令" - 我认为不可能。 Apple::Apple(params ... ) 将使用只有Apple 可能知道的命令填充地图，反之亦然。如果我错了，请给我一些例子。在派生类中有static 映射的要求与能够从基类调用该映射有点冲突。

还有两点说明： 1) 请注意，从长远来看，Fruit 类还会将命令处理程序添加到命令处理程序映射中。这些将是 Fruit 类中定义的命令处理函数（= Apple 和 Orange 类的相同行为）。 2）我不完全确定命令处理程序映射是否确实需要是静态的......无论如何，Apple 命令处理程序不应该与 Orange 命令处理程序混淆！

是的，考虑到您的言论，我仍然认为我建议的解决方案是您所需要的。您无需担心混淆Apple和Orange命令，以防在对象上调用fruit->handle("apple_specific_command"); Orange 类型的键 apple_specific_command 不会出现在 commandhandlers_ 映射中。

【参考方案1】：

您可以使用 CRTP 进行因式分解，例如：

template <typename Derived>
class Fruit

public:
    void handle(const std::string& command)
    
        const auto handler = commandhandlers.at(command);
        (static_cast<Derived*>(this)->*handler)();
    

protected:
    using CommandHandler = void (Derived::*)();
    static const std::map<std::string, CommandHandler> commandhandlers;
;

template <typename Derived>
const std::map<std::string, typename Fruit<Derived>::CommandHandler>
Fruit<Derived>::commandhandlers = Derived::mpInitCommandHandlerMap();

然后

class Apple : public Fruit<Apple>

friend class Fruit<Apple>;
private:
   
    static std::map<std::string, CommandHandler> mpInitCommandHandlerMap()
    
        return 
            "eat", &Apple::eat
            // ... and so on...
        ;
    

    void eat()  std::cout << "eating apple" << std::endl; 
;

Demo

我删除了 Apple 和 Orange 之间的通用基类，如果需要，您可以重新引入。

【讨论】：

这是一个非常有趣的解决方案。

【参考方案2】：

将命令处理程序映射和句柄函数移至 Fruit 基类

class Fruit

public:
    
    void handle(const std::string& command)
    
        const auto handler = commandhandlers_.at(command);
        handler();
    

protected:
    std::map<std::string, std::function<void()>> commandhandlers_;
;

然后在派生类中初始化命令处理程序映射，例如苹果为

    Apple()
    
        commandhandlers_ = mpInitCommandHandlerMap();
    

mpInitCommandHandlerMap 是非静态的似乎可以工作。另请参阅https://godbolt.org/z/jx1cs8的完整解决方案

【讨论】：

这里有个小缺点：commandhandlers_ 映射不会随时间改变，所以我想将其设为 const，但这是不可能的，因为它在 Apple 构造函数中获得了初始值。尝试在 Apple 的初始化器列表中初始化时，编译器当然会抱怨 Apple 没有字段名称 commandhandlers_ :-(

不，这里没有缺点。只需在构造函数初始化程序列表中初始化地图就可以了。 example

好的，确实可以将地图作为 Fruit 构造函数的参数。谢谢。