【Exceptional C++（12）】Classes之间的关

问题

• 资源管理软件往往需要对某个表格中的所有记录做操作，先执行一次只读动作走一遍表格，放进cache，然后再进行修改操作。程序员不希望重复撰写这种常见逻辑，于是在以下抽象类中提供了一个泛型可复用框架。想法是抽象类将重复工作封装起来，收集需要操作的各个表格行，其次再对每一行执行必要的操作，派生类负责实现特定行为

class GenericTableAlgorithm {
public:
    GenericTableAlgorithm(const string& table);
    virtual ~GenericTableAlgorithm();
    // process()成功时返回true，该函数负责所有工作
    // 读取表格中的记录，为每笔记录调用Filter决定是否置于待处理的rows中
    // 当待处理的rows组成的list架构完成，为每个row调用ProcessRow()
    bool process();
private:
    virtual bool Filter(const Record&);
    virtual bool ProcessRow(const PrimaryKey&) = 0;
    class GenericTableAlgorithmImpl* pimpl_;
};

• 比如客户端生成一个具体的类，在main函数中这样使用

class MyAlgorithm : public GenericTableAlgorithm {
// 重写Filter和ProcessRow做出特定行为
};
int main()
{
    MyAlgorithm a("Customer");
    a.Process();
}

• 这是什么设计模式，为什么用在此处，pimpl_的作用是什么，这个设计如何改善

解答

• Template Method pattern，用在这里是因为只需要遵循相同步骤，就可以将某个常见解法一般化，只有细节部分可能不同，此部分由派生类实现，甚至一个派生类可以再次使用Template Method，将虚函数重写为另一个虚函数的wrapper，这样不同的步骤就可以填进class的不同层级中
• pimpl_巧妙地将实现细节隐藏起来，它指向的结构内含private成员函数和变量，它们的改变不会造成到客户端需要重新编译的问题
• GenericTableAlgorithm承担两个不同且不相干的任务，可以被有效隔离，因为这两个任务的客户不同，这两种客户是
  • client端，使用泛型演算法
  • GenericTableAlgorithm，使用特殊化后的concrete “detail” class实现某种特定行为
• 下面是改进后的代码

// File gta.h
// 提供一个公开接口封装共用功能使之成为一个template method
// 可巧妙地被隔离，使本身成为一个集中注意力的class
// 客户目标锁定GenericTableAlgorithm的外部使用者
class GTAClient;
class GenericTableAlgorithm {
public:
    // 构造函数现在接受一个具象的implementation对象
    GenericTableAlgorithm(const string& table, GTAClient& worker)
    // 现在从继承关系抽离出来了，不需要用虚析构函数
    ~GenericTableAlgorithm();
    bool Process();
private:
    class GenericTableAlgorithmImpl* pimpl_;
};
// File gtaclient.h
// 提供一个抽象接口，目的是提供扩展性
// 这是GenericTableAlgorithm的一个实作细节，与外部client无关
// 可被巧妙抽离为一个注意力集中的抽象protocal类
// 客户目标锁定concrete "implementation detail" classes的撰写者
// 他们使用并扩展GenericTableAlgorithm
class GTAClient {
public:
    virtual ~GTAClient() = 0;
    virtual bool Fliter(const Record&);
    virtual bool ProcessRow(const PrimaryKey&) = 0;
};
// File gtaclient.cpp
bool GTAClient::Fliter(const Record&)
{
    return true;
}

• 现在客户端看起来和以前看起来和以前非常近似

class MyWorker : public GTAClient {
// 重写Filter和ProcessRow做出特定行为
};
int main()
{
    GenericTableAlgorithm a("Customer", MyWorker());
    a.Process();
}

• 虽然看起来近似，但有三个重要影响
  • 如果GenericTableAlgorithm的公开接口改变了，原来所有具象的worker class都要重新编译，因为它们派生自GenericTableAlgorithm，但现在GenericTableAlgorithm的任何改变都被隔离了，不会影响到worker class
  • 如果GenericTableAlgorithm的可扩充协定改变了，比如Filter和ProcessRow增加了一些额外参数，原来GenericTableAlgorithm的所有外部client都要重新编译，但现在GenericTableAlgorithm的扩充协定被隔离了，其变化不会影响外部使用者
  • 任何具象的work class现在可以在其他任何演算法中被使用，只要该算法能使用Filter和ProcessRow来进行运算