CUJ C++ Experts Forum: conversation (September 2001)

 

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CUJ C++ Experts Forum: conversation (September 2001)

和往常一样，我又在为一个按说应该很简单的设计问题大伤脑筋。可能是劳工节假期刚过还没来得及收心吧，我感觉自己有点迷迷糊糊的。Wendy刚开始休产假，我的靠山也没了。

其实任务只不过是要在一个工程中引入一个新类而已。我已经有一个类，它和想要引入的这个类非常相近。问题是，我不知道该在现有的类和新类之间建立什么关系。当然不能让新类从现有类公有继承，因为二者之间没有IS-A("是一个")的关系。Layering(分层)也不行，因为我需要重写一些虚函数。剩下的选择只有二者取一：要么采用私有继承，模拟Is-Implemented-In-Terms-Of("用...来实现")的关系，要么干脆提取它们的共同功能设计一个新的基类。

百思不得其解之际，我想，大虾此时还不出现更待何时？我让转椅飞快地转了一圈----可是四周一个人也没有。我感到自己有点搞笑，于是还是回到电脑前。"那好吧，" 我自言自语，"怎么也得自己搞掂。"

"有时不是那么容易搞掂的哟。" ，我吓了一跳：分明是大虾轻柔的声音在我耳旁响起。我抬起头，大虾正盯着我呢。她继续慢悠悠地问道："你准备怎么搞掂啊？"

"我正在为这犯愁呢，" 我只得承认，同时心跳开始平静下来。"Scott Meyers的第40条款中说，对于一个现有的但概念上不相关的另一个类，如果想利用它的代码，可以采用Is-Implemented-In-Terms-Of的关系来实现[注1]。他举的一个例子是用List来实现Set。" 我把代码给大虾看：

template<class T>
class Set {
private:
    List<T> rep;  // representation for a set
public:
    // ...
};

"但第43条款建议，" 我继续说，"如果两个类享有共同的代码，它们就得从一个基类继承。他的例子是两个CartoonCharacter类，即Cricket和Grasshopper，它们都从一个新引入的共同基类Insect继承。" 我把第二个例子给大虾看：

class CartoonCharacter { /* ... */ };
class Insect : public CartoonCharacter { /* ... / };
class Grasshopper : public Insect { /* ... / };
class Cricket : public Insect { /* ... */ };

大虾不禁婉然一笑，"是的。但43条款只适用于两个有关系的类啊。"

"真是个菜鸟，" 怎么忘了这一点呢？我不禁小声骂了自己一句。

"这回记住了，我的菜鸟？" 她点点头，补充了一句。现在四周一定有人听得见我们说话，面子还是得保住。

"你说得对。但是，" 于是我反击道，"我的困惑在于，我可以将条款43的方法用到条款40的例子中。也就是说，不用List来实现Set；相反，为什么不创建一个新类，比如Container，作为Set和List的基类呢？拿我现在的这个工程来说吧，我完全可以为新类和已有的类设计一个公共基类。"

"哦，我明白了，" 大虾点点头，"你的问题实质上是：怎么区分条款40所说的 "利用现有类的代码"和条款43所说的 "共享一部分代码"。表面看来二者确实很相似。" 大虾停下来思考了片刻，"我想你应该按这种思路来考虑：

"通常来说，当要向一个工程添加一个新类，并且已经有一个很相似的类存在时，一般有三种选择：让一个类从另一个类继承；创建一个公共基类让新类和现有的类从它继承；用一个类来实现另一个类。

"最简单的当然是第一种情况----它们之间是IS-A的关系吗？如果是，就让新类从现有的类公有继承，否则就不行。 "

"哦，对了，" 我一边在笔记上奋笔疾书一边插话，"这就是Meyers所说的关于C++必须牢记的一点。不过这次不是1066！ [注2]"

大虾白了我一眼，继续说，"分析一下所谓的共享或公共代码的本质吧，假如你有现有类的代码的话；如果没有代码，很明显，就不能改变现有类，你只能运用Is-Implemented-In-Terms-Of。但现在这个工程中，你有它的代码，你就得分析一下：它们真的可以共用吗？也就是说，每个类真的会调用同一个函数吗？----这不是指仅仅名字相同的函数，而是真正相同的函数。在Meyers的那个例子中，Cricket和Grasshopper都调用相同的singCustomization函数。它们是真正公用的代码。相反，如果你引入一个新的Container基类，它的insert函数对Set和List来说不一定都可以工作。它们中的某个类，甚至两个类就都得重写自己的insert函数。这种情况下，代码不是真正公共的，使用公共基类就不好。

"继续分析上面的现有类和新类。从概念上来说，它们和某个你认为有用的基类有关系吗？你希望你的Container类怎样有用？拿标准容器类做例子吧，从来就没有什么叫作std::container的类，并且也不可能有----为什么？"

"唔，" 我支唔了一声，试探道，"因为接口不相同？"

"这一条理由就足够了。" 她让我过了关。"它们的接口不同；而且，共同性是由特定的使用场合决定的，而不是特定的函数名。仅仅因为想把两个不相关的类联系起来就去捣鼓出一个基类，这有点荒谬；相反，这种情况下应该运用Is-Implemented-In-Terms-Of。"

"等一下，" 我插了一句。"Insect类不就是用来联系其它两个类的吗？"

"是的，但Cricket类和Grasshopper类本来就有联系----它们归根到底是在CartoonCharacter的基础上派生出来的。另外，Insect类提供了其它一些功能，Cricket和Grasshopper都要构筑在这些功能之上。所以，Insect类是很有意义的一个类。它提供了一种紧密的、一致的的抽象。

"还要注意，" 她继续说，"如果你想访问现有类的保护成员，可能就要考虑使用非公有继承。

"最后，问问自己：使用Is-Implemented-In-Terms-Of会带来多继承吗？要知道，使用公共基类就没有这个问题。多继承天生就比单继承复杂，能用简单的方法为什么不用呢？

我感觉自己有点似懂非懂，看来再听下去就要晕菜了。"那好吧，谢谢你的帮助。我想，我现在知道自己该怎么解决了！"

"哦？是吗？"大虾歪了一下脑袋，"对了，早晨我听Wendy的丈夫说..."

"怎么样？" 我一下兴奋起来。

"一位千金，七斤多，星期一早晨2:18出生的，名叫Jeannine Nancy。"

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[注1] Scott Meyers. Effective C++, 2nd Edition, Items 40, 42, and 43 (Addison-Wesley, 1997).
[注2] Scott Meyers. Effective C++, 2nd Edition, Item 35 (Addison-Wesley, 1997).