C/C++编程:通过复合塑膜出has-a或者”根据某物实现出“

旧城等待, 2023-01-20 08:12 41阅读 0赞

怎么做

复合(composition)是类型之间的一种关系,当某种类型的对象内含其他类型的对象,就是这种关系。比如:

  1. class Address {
  2. ...};
  3. class PhoneNumber {
  4. ...};
  5. class Person{
  6. public:
  7. private:
  8. std::string name;
  9. Address address;
  10. PhoneNumber voiceNumber;
  11. PhoneNumber faxNumber;
  12. };

上面Person对象由string、Address、PhoneNumber 构成。

复合这个术语有很多同义词:layering(分层)、containment(内含),aggregate(聚合)、embedding(内嵌)

C/C++编程:确定你的public继承塑模出is-a关系提出,public继承带有is-a关系的意义,而复合也有自己的意义。实际上,他有两个意义:

  • has-a
  • is-implement-in-terms-of(根据某物实现出)

上面的Person类的has-a:Person一个名称、一个地址以及语音号码和传真号码。这很容易区分is-a(是)和has-a(有)。

比较麻烦的是区分is-a和is-implement-in-terms-of(根据某物实现出)两种关系。假设你需要一个模板,希望制造出一组类来表示由不重复对象组成的sets。由于应该尽可能的复用,应该第一选择是采用标准库提供的set模板。

不幸的是set的实现往往会导致”每个元素耗用三个指针“的额外开销。因为sets通常以平衡查找树实现。当速度比空间重要,这是个合乎情理的设计。但如果你的程序空间比速度重要呢?那么标准程序库的set提供给你的是个错误决定下的取舍。你还是需要自己写一个模板

set有很多实现方法,其中一种是在底层采用linked lists。因此我们可以复用标准程序库中的list模板。

更明确的说,你决定令这个set模板继承std::list:

  1. template<typenme T>
  2. class Set : public std::list<T>{
  3. } //错误做法

这似乎是正确的,但是不是。上面的public继承意味着如果D是一种B,对B为真的每一件事情对D也应该为真。但是list可以内含重复元素,而set不可以内含重复元素。也就是说”set是一种list对象“并不为真,即这两个类之间并非is-a关系,所以不能用public继承。

正确的做法是:set对象可以根据一个list对象实现出来:

  1. template<class T> //将list应用于set的正确做法
  2. class Set{
  3. public:
  4. bool member(const T& item) const;
  5. void insert(const T& item) ;
  6. void remove(const T& item) ;
  7. std::size_t size() const;
  8. private:
  9. std::list<T> rep; //用来表述set的数据
  10. };
  11. template<typename T>
  12. bool Set<T>::member(const T& item) const{
  13. return std::find(rep.begin(), rep.end(), item) != rep.end();
  14. }
  15. template<typename T>
  16. void Set<T>::insert(const T& item) {
  17. if(!member(item)){
  18. rep.push_back(item);
  19. }
  20. }
  21. template<typename T>
  22. void Set<T>::remove(const T& item) {
  23. typename std::list<T>::iterator it = std::find(rep.begin(), rep.end(), item);
  24. if(it != rep.end()) rep.erase(it);
  25. }
  26. template<typename T>
  27. std::size_t Set<T>::size() const{
  28. return rep.size();
  29. }

注意,set与list的关系不是is-a,而是is-implement-in-terms-of(根据某物实现出)

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