策略模式或函数指针

Strategy pattern or function pointer

本文关键字：指针 函数 模式 策略      更新时间：2023-10-16

在C++中，当我有算法可以在运行时接受不同的行为时，我宁愿使用函数指针。

例如，绘制图表的程序有一个绘制线的算法，该算法可以接受任何函数来专门化这条线的形状。

在Java中没有函数指针，我不得不使用策略模式或反射(或其他模式)。

如何在程序运行时选择特殊行为？策略模式是函数指针吗？

在Java中，函数指针是使用函子实现的。创建一个带有一个函数的接口，并传递它的实例，而不是函数指针。让你在C++中的代码看起来像：

void func(void (*f)(int par));

在Java中，这看起来像：

public interface F {
public void f(int par);
}
void func(F f);

看看Guava的Function类。对于C++来说，这也是一个不错的方法。它可读性更强，允许用户传入带有状态的对象，而不是静态函数。

在C++中有多种实现策略模式的方法。

  1. 像在其他编程语言中一样使用OOP方法
  2. 使用函数对象
  3. 使用策略类

三者都能完成任务，因此选择哪一个在很大程度上取决于您的问题。

你提到你想用一种策略来画一张图。在我看来，这是一个复杂的用例，你应该选择选项一，因为你的策略对象可能会查询首选颜色等设置，你可能想把策略存储在某个地方，这样用户就可以在组合框中选择它们。

如果你想给客户(你的同事)很大的灵活性，那么函数对象真的很好。在我目前的项目中，我们使用函数对象在算法中进行停止标准测试。只要功能不会变得太复杂，这对C++11中的lambdas来说就很好。

基于策略的方法可能是最快的，但它需要在编译时知道类型。使用此时没有DLL基础插件。至少在您将实现封装在类层次结构中之前不会：

template <class LockPolicy>
class MyClass
{
void do_something()
{
LockPolicy::lock();
//...
LockPolicy::unlock();
}
};

我认为好的建议是：

  • 使用1。如果策略是复杂的并且可能查询其他系统
  • 使用1。如果您希望通过插件实现新的策略
  • 使用2。如果策略可以用短代码行表示
  • 使用2。如果策略实现适合自由函数，并且您不想引入类层次结构
  • 使用3。如果你真的知道自己在做什么，并且你需要表演

这完全取决于您对函子所做的操作。如果要一次性使用它来执行操作，则需要使用模板。例如，请参阅任何标准算法，例如std::sort:

template< class RandomIt, class Compare >
void sort( RandomIt first, RandomIt last, Compare comp );
^^^^^^^^^^^^
any functor that does comparing

如果你想存储你的函子以备以后使用，你需要std::function——一个类型擦除的函子：

class SaveFunctionForLater {
public:
template <typename F>
SaveFunctionForLater(F&& f)
: func(std::forward<F>(f))
{ }
int callMe(int i) { return func(i); }
^^^^
use the saved one
private:
std::function<int(int)> func; // function taking an int, returning an int
};

你想用的是：

int f(int i) { return 2*i; }
template <int I>
struct Constant {
int operator()(int ) { return I; }
};
SaveFunctionForLater add1([](int i){return i+1;});    // works with lambda
SaveFunctionForLater double(f);                       // works with func ptr
SaveFunctionForLater zero(Constant<0>{});             // works with object
cout << add1.callMe(2);                  // prints 3
cout << double.callMe(double.callMe(4)); // prints 16
cout << zero.callMe(42);                 // prints 0

您肯定不想使用显式函数指针——这将严重限制类/函数的可用性。您还希望允许人们传递对象。毕竟，这是C++，而不是C！

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