基于原则设计

✍ dations ◷ 2025-07-16 04:54:35 #计算机编程,C++

基于原则设计(Policy-Based Class Design)又名policy-based class design 或 policy-based programming, 是一种基于C++计算机程序设计规范,以原则(Policy)为基础,并结合C++的模板超编程(template metaprogramming)。policy-based首见于 Andrei Alexandrescu 出版的 《Modern C++ Design》 一书以及他在C/C++ Users Journal杂志专栏 Generic<Programming> 。

Policy的意思是方针,或策略,也就是将原本复杂的系统,拆解成多个独立运作的“策略类别”(policy class),每一组policy class都只负责单纯如行为(behavior, method)或结构(structure)的某一方面。Templetes与多重继承(Multiple Inheritance)两项技术互补。多重继承由于继承自多组 Base Class,故缺乏型别消息(type information),而Templetes基于型别,拥有丰富的型别消息。多重继承容易扩张,而Templetes的特化(Specialization)不容易扩张。Policy-Based Class Design 同时使用了 Template 以及 Multiple Inheritance 两项技术,结合两者的优点。

template<         class Policy1,         class Policy2,         class Policy3>class PolicyBasedClass:public Policy1, public Policy2{public:   PolicyBasedClass(){};};

PolicyBasedClass则称为宿主类别(host class),只需要切换不同 Policy Class,就可以得到不同的需求。Policy不一定要被宿主(host)继承,只需要用委托(delegation)完成这一工作。但policies必须遵守一个隐含的constraint,接口(interface)必须一样,故参数不能有巨大改变。

Policy class有点类似回调函数(callbacks),但不同的是,callback只是一个函数,至于 policy class 则尽可能包含许多的 functions (methods), 有时还会结合状态变量(state variables)与其他各式各样的类型,如嵌套类型(nested types)。

policy 的一个重要的特征是,宿主类别(host class)经常(并不一定要)使用多重继承的机制去使用多个 policy classes. 因此在进行 policy 拆解时,必须要尽可能达成正交分解(Orthogonal Decomposition),policy彼此独立运作,不相互影响。

在 C++ 的Policy-Based Design 中,用来建构 Template 的类别参数(也就是policy class),本身亦可以是一个 Tempate 化的类别,形成所谓的 Template Template Parameter。

如果 Read()、Write() 有各种不同名目的参数时,可以利用 template 的不完全具现化 (Incomplement Instantiation) 特征检实现各个参数不同的成员函数(member function)。在host class中,可以撰写不同参数版本的 Read(...) 函数,这有赖于c++ compiler的协助。

template<	class T,	template< class > class ReadPolicy,	template< class > class WritePolicy>class ResourceManager	:	public ReadingPolicy< T >,	public WritingPolicy< T >{public:   void Read();   void Write(XmlElement*);   void Write(DataSource*);};

上述的class T即是一个Template Template Parameter,这使得 Policy Class 更具扩展性与弹性,能够处理各种类型的实体(instance)。

void main(){  ResourceManager< AnimationEntity, BinaryReader, BinaryWriter > ResMgr1;  ResourceManager< ScriptEntity, TextReader, TextWriter > ResMgr2;}

示例

下例是 C++ hello world的示例,可以使用各种原则(policies)打印文字。

template<    typename output_policy,    typename language_policy>class HelloWorld  : public output_policy,    public language_policy{    using output_policy::Print;    using language_policy::Message;public:    //behaviour method    void Run()    {        //two policy methods        Print( Message() );    }};#include <iostream>class HelloWorld_OutputPolicy_WriteToCout{protected:    template< typename message_type >    void Print( message_type message )    {        std::cout << message << std::endl;    }};#include <string>class HelloWorld_LanguagePolicy_English{protected:    std::string Message()    {        return "Hello, World!";    }};class HelloWorld_LanguagePolicy_German{protected:    std::string Message()    {        return "Hallo Welt!";    }};int main(){/* example 1 */    typedef        HelloWorld<            HelloWorld_OutputPolicy_WriteToCout,            HelloWorld_LanguagePolicy_English        >            my_hello_world_type;    my_hello_world_type hello_world;    hello_world.Run(); //returns Hello World!/* example 2  * does the same but uses another policy, the language has changed */    typedef        HelloWorld<            HelloWorld_OutputPolicy_WriteToCout,            HelloWorld_LanguagePolicy_German        >            my_other_hello_world_type;    my_other_hello_world_type hello_world2;    hello_world2.Run(); //returns Hallo Welt!}

你可以更容易的撰写其他的 Output policy, 单靠你创造更新的Policy class并实现print于其中。

相关

  • 舒尼替尼舒尼替尼(由辉瑞研发,商标名索坦)是一种口服的小分子多靶点受体酪氨酸激酶抑制剂,2006年1月26日被FDA批准用于治疗对标准疗法没有响应或不能耐受的胃肠道基质肿瘤和转移性肾细胞
  • 千克力千克力,又称公斤力,公斤重,是重力米制中力的基本单位,符号kgf(kilogram-force)、kp(kilopond),kgw(kilogram-weight,用于日本与台湾),是1千克质量的物体在9.80665m/s2的重力场(地球的平均
  • 格里尔格里尔县(Greer County, Oklahoma)是美国奥克拉荷马州西南部的一个县。面积1,667平方公里。根据美国2000年人口普查,共有人口6,061人。县治曼格姆(Mangum)。成立于1886年,原来是德
  • 人称人称是与语言中的行为动作相关的话语角色。“妈妈喂宝宝吃饭”和“我喂你吃饭”,意思可能相同,但前者是用有词汇意义的名词来表示与“喂”相关的人的具体身份,后者才是用功能性
  • 约翰内斯·延森约翰内斯·汉斯·丹尼尔·延森(德语:Johannes Hans Daniel Jensen,1907年6月25日-1973年2月11日),德国物理学家,因发现原子核的核壳层模型理论而获得1963年的诺贝尔物理学奖。约翰
  • 杨昭 (播州)杨昭(?-?),字子明,是第六任播州土司,其活跃年代位于北宋初年。杨昭是第五代土司杨实的长子。他继承土司之位后不久,弟弟杨先、杨曦都发动叛乱。杨先占据白锦堡以东的遵义军,号下州;杨曦
  • 卡拉姆努里卡拉姆努里(Kalamnuri),是印度马哈拉施特拉邦Hingoli县的一个城镇。总人口20627(2001年)。该地2001年总人口20627人,其中男性10704人,女性9923人;0—6岁人口3300人,其中男1691人,女160
  • 冲天大火灾《冲天大火灾》(英语:)是厄文·艾伦(英语:Irwin Allen)于1974年制作的一套灾难片,由保罗·纽曼与史提夫·麦昆主演。本片内容改编自理查德·马丁·斯特恩(英语:Richard Martin Stern)
  • 阿里格·博伊托阿里格·博伊托(意大利语:Arrigo Boito,1842年2月24日-1918年6月10日),意大利文学家,作曲家。1856年入米兰音乐学院学习,1868年写出成名作歌剧《梅菲斯特费勒》,另一部歌剧《尼禄》则
  • 克拉丽莎克拉丽莎(英语:Clarissa)是一个美国城市,位于明尼苏达州托德县。根据2010年的人口普查,当地人口为681人。根据美国人口普查局,该城市的总面积为1.00平方英里(2.59平方千米)。