C++接口與多種實(shí)現(xiàn)的隔離
本文介紹一種將接口和實(shí)現(xiàn)完全隔離的技術(shù), 其特點(diǎn)是增加新的實(shí)現(xiàn)不影響任何已有代碼, 只需在新源文件中實(shí)現(xiàn)新的接口.
該方法見(jiàn)于SICP(計(jì)算機(jī)程序的構(gòu)造和解釋).
具體方法就是通過(guò)Install(Id, Maker)和Make(Id)來(lái)添加和使用新的實(shí)現(xiàn). 實(shí)現(xiàn)通過(guò)Id來(lái)唯一標(biāo)識(shí), Install(Id, Maker)供新實(shí)現(xiàn)的作者調(diào)用以完成安裝或注冊(cè). 使用者通過(guò)Make(Id)來(lái)使用(構(gòu)造)它. Id的值應(yīng)該是使用者能獲取的, 比如事先已知或讀取配置文件等等.
下面示例中, Logger的Write()接口只是輸出一個(gè)字符串, 具體實(shí)現(xiàn)(派生類)使用字符串作為Id:
// file0: logger.h
// ...
class Logger
{
public:
typedef std::string Id;
typedef std::shared_ptr<Logger> Ptr;
static Ptr Make(const Id &id) {
auto pos = Makers().find(id);
if (pos == Makers().end()) {
return Ptr();
} else {
return pos->second();
}
}
int Write(const std::string &msg) { return DoWrite(msg); }
private:
virtual int DoWrite(const std::string &msg) = 0;
protected:
typedef std::function<Ptr()> Maker;
static bool Install(const Id &id, const Maker &func) {
if (Makers().find(id) != Makers().end()) {
return false;
} else {
Makers()[id] = func;
return true;
}
}
static std::map<Id, Maker> & Makers() {
static std::map<Id, Maker> s;
return s;
}
};
// ...
ConsoleLogger是一個(gè)實(shí)現(xiàn), 其Id我們?cè)O(shè)置為"console".
// file1: console_logger.cpp
// ....
#include "logger.h"
class ConsoleLogger : public Logger
{
public:
static bool InstallThis() {
auto maker = []() { return Logger::Ptr(new ConsoleLogger); };
return Logger::Install("console", maker);
}
private:
int DoWrite(const std::string &msg) override {
std::cout << msg << std::endl;
return msg.size();
}
};
namespace {
const bool kInstalled = ConsoleLogger::InstallThis();
}
使用示例如下:
//...
#include "logger.h"
int main(int argc, const char *argv[])
{
Logger::Ptr lgr = Logger::Make("console");
assert(lgr);
lgr->Write("Hello, World!");
return 0;
}
注意到了吧, 添加新實(shí)現(xiàn)的時(shí)候, 接口和其他實(shí)現(xiàn)不需要修改任何代碼, 使用時(shí)只需要Id值, 甚至不需要知道ConsoleLogger等實(shí)現(xiàn)(類)的存在, 也不必提供頭文件.
這種方法依賴統(tǒng)一的Make接口, 示例中的Make沒(méi)有參數(shù), 實(shí)際項(xiàng)目中可能會(huì)有不同, 比如FileLogger可能需要一個(gè)文件路徑. 遇到差異可能就要void*之類的參數(shù)來(lái)處理了. 當(dāng)然你也可以重載多個(gè)Make, 不過(guò)那就比較繁瑣了.
其實(shí), 這種Install,Make方法是通用的, 可以提取出來(lái)作為模板類重復(fù)使用. 但要注意處理Make接口問(wèn)題, 需要用variable template支持多種接口, 還要注意各個(gè)接口類的Makers()不要混淆.
2017-06-08
