在运行时定义的 C++ 纯虚方法

Posted 2023-02-22

【中文标题】在运行时定义的 C++ 纯虚方法

【英文标题】：C++ pure virtual method defined at run-time

【发布时间】：2014-06-03 13:51:00

【问题描述】：

不确定这个名字是否很有说服力，但这里是。

我正在连接一个需要继承基类并定义大量纯虚方法的 API。

为了良好的编程习惯，我希望在不同的（子）类中定义这些方法。

目前，我使用一个外观/包装器（两者都有）类，它继承基类，实例化子类，并调用这些实例化类的必要方法：

#include <cstdio>

class Base

  public:
    virtual void reqImplementation( void ) = 0;
;

class APIImplementation

  private:

    Base * ptr_;

  public:
    APIImplementation( Base * ptr ) :
      ptr_( ptr )
    
      ptr_->reqImplementation();
    
;

class MyImplementation

  private:
    APIImplementation * api_;
  public:
    void reqImplementation( void )
    
      printf("Hello World!\n");
    

    MyImplementation( APIImplementation * api ) : api_( api ) 
;

class MyFacade : public Base

  private:
    MyImplementation * my_impl_;
    APIImplementation * api_;

    void reqImplementation( void )
    
      my_impl_->reqImplementation();
    

  public:
    MyFacade( void )
    
      api_ = new APIImplementation( this );
      my_impl_ = new MyImplementation( api_ );
    
;

int main( void )

  MyFacade my_facade;
  return 0;

有没有办法在这个外观/包装器中实例化的子类中实现纯虚函数？或者，对于这样的事情，什么是好的做法？我想要类似的东西（我知道它目前显然不起作用）：

#include <cstdio>

class Base

  public:
    virtual void reqImplementation( void ) = 0;
;

class APIImplementation

  private:

    Base * ptr_;

  public:
    APIImplementation( Base * ptr ) :
      ptr_( ptr )
    
      ptr_->reqImplementation();
    
;

class MyImplementation : public Base

  private:
    APIImplementation * api_;
  public:
    void reqImplementation( void )
    
      printf("Hello World!\n");
    

    MyImplementation( APIImplementation * api ) : api_( api ) 
;

class MyFacade : public Base

  private:
    MyImplementation * my_impl_;
    APIImplementation * api_;

  public:
    MyFacade( void )
    
      api_ = new APIImplementation( this );
      my_impl_ = new MyImplementation( api_ );
    
;

int main( void )

  MyFacade my_facade;
  return 0;

请注意，API 源是开放的，因此我可以将这些纯虚拟方法更改为其他任何方法，但是代码非常详尽，因此我宁愿进行小的更改而不是重大更改。

【问题讨论】：

MyFacad 的公共方法有哪些？它似乎扮演着 Adaptor、Resource Manager 的角色……虽然他们在 main 中初始化它，但它似乎也暴露了你的 API？

（普遍关注的是您获得此设置的方式没有明确的所有权。如果 APIImplementation 实际上采用 ptr 参数，我想您可以解决它，但这似乎是一个好方法鼓励内存泄漏和段错误）

公开 API... 如果我对公开 API 的理解是正确的，即在这种情况下，允许 API 开始调用 MyFacade 的方法（与之交互）。不幸的是，APIImplementation 是我希望保持不变的类。

您有多种选择，但它们都有一些权衡，因此您必须多说一些您不喜欢您的解决方案的地方。顺便说一句，如果您在 MyFacade 上定义 reqImplementation，第二个代码确实会编译：ideone.com/WRyHhc

如果没有一个简单地将方法调用重定向到子类的巨大外观，它似乎可以做得更好。我知道重新编译，但是代码没有按我的意图执行（APIImplementation 不知道调用 MyImplementation 方法，而不是 MyFacade 方法）

【参考方案1】：

如果我没看错，你需要一个虚拟继承。这是一个例子

#include <iostream>
using namespace std;

// base class with lots of methods (two, actually)
struct Base 
    virtual void f() = 0;
    virtual void g() = 0;
;

// here's a class with implementation of f
struct ImplementationPart1 : public virtual Base 
    virtual void f() 
        cout << 4;
    
;

// here's a class with implementation of g
struct ImplementationPart2 : public virtual Base 
    virtual void g() 
        cout << 2;
    
;

// here's a class with all the implementations
struct Implementation : public ImplementationPart1, public ImplementationPart2 ;

int main() 
    // Implementation inherits from Base, yes
    Base *x = new Implementation();
    // everything works, as expected
    x->f();
    x->g();

Live example.