基于原则设计

✍ dations ◷ 2025-09-09 04:16:56 #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

  • 选择压力演化压力,或选择压力,可以被认为是外界施与一个生物演化过程的压力,从而改变该过程的前进方向。所谓达尔文的自然选择,或者物竞天择,适者生存,即是说,自然界施与生物体选择压力从而
  • 公共行政学公共行政学(Public Administration),又称行政学。主要结合政治学和管理学为其理论基础。简言之,行政即是公务的推行、政府的管理,举凡政府机关或公务机构的业务,如何使之有效的加
  • 杂交杂交种(英语:hybrid)又称杂种或混种,是指从两种不同的生物杂交产生的后代。依双亲的生殖隔离程度,杂交后代可能无法存活、可存活但无法生殖、可存活并生殖但适应力较低、或是完全
  • 奥西里斯欧西里斯(Osiris)是埃及神话中的冥王,九柱神之一,是古埃及最重要的神祇之一。他是一位反复重生的神,而他身上的绿色皮肤就有这种意思。他最后被埋在阿拜多斯(Abydos)城,是那里的守护
  • 菲律宾海岸防卫队菲律宾海岸警卫队(英语:Philippine Coast Guard,缩写:PCG;他加禄语:Hukbong Bantay Dagat ng Pilipinas、另称“菲律宾海岸防卫队”)是菲律宾为维持菲律宾海域安全及治安而设置的海
  • 19941994年欧洲歌唱大赛是第39届欧洲歌唱大赛,该届赛事于爱尔兰首都都柏林的点剧院举办,比赛的日期是1994年4月30日。截至2017年为止,本届赛事是最后一次于四月举办的欧洲歌唱大赛
  • 法国抵抗运动法国抵抗运动(法语:la Résistance)是在第二次世界大战期间为抵抗纳粹德国对法国的占领和维希政权的统治而组织起来的抵抗运动。抵抗运动的单位主要是武装起来的小组织(在乡村地
  • 杰克·德罗米杰克·德罗米(Jack Dromey,1948年9月21日-)是一位英格兰政治人物,他的党籍是工党。自2010年开始,他担任伯明翰厄丁顿选区选出的英国下议院议员。他曾经担任影子内阁的地方政府大臣
  • 萧汉萧汉(?-1643年),字象石,江西南丰县人,明末官员。崇祯十年(1637年)丁丑科进士。官湖广钟祥县知县。崇祯十六年(1643年)抵御李自成,城破被俘,誓死不屈。贼不忍杀,将其禁锢在空屋之中。萧汉绝
  • 绯红湿伞绯红湿伞(学名:),俗称猩红罩(scarlet hood)、猩红蜡伞(scarlet waxcap)或义红蜡伞(righteous red waxy cap),是一种色彩鲜艳的担子菌门真菌,隶属于湿伞属(英语:Hygrocybe)。这种真菌广泛分