基于策略的设计C++问题
Policy Based Design C++ Questions
我一直在读Andrei Alexandrescu的《现代C++设计》一书。我有一个问题是关于将一个类分解为策略。
基本上什么是好的政策规模？大多数示例都显示了诸如构建、破坏、线程安全等部分。简单地说，小策略：)。
如果我想创建一个文件io类，它将文件类型作为策略，例如，该怎么办
struct XX_Type
{
void AsyncRead(callback c);
void* Write(const uint8* image);
}
struct YY_Type
{
void AsyncRead(callback c);
void* Write(const uint8*, image, uint32 offset);
};
template<class FileType = XX_Type>
class File : public FileType
{
virtual void OnDataRead(const uint8*, uint32 size) = 0;
...
};
想法是从文件中继承并创建一个不同的模板，稍后可以在需要时生成。这是否适合策略，或者我应该只将文件句柄传递给全局静态函数，或者只为每种类型的文件创建一个类？我想确保用户错误率低：)并且策略似乎不太容易出错。
编辑：
感谢@Claudiordgz的精彩回答
举另一个例子就是采用网络方法。
UPD和TCP非常相似，但同时又非常不同。它们都需要一个套接字，但其中一个是无连接的，另一个是面向连接的。但从逻辑上讲，它们仍然是传输的一部分，如果我想创建一个更高级别的抽象，比如应用层协议，那么考虑到@Claudiordgz，至少对我来说，使用传输层作为策略是有意义的，因为它在网络堆栈中的位置。
策略是一种巧妙的切换机制。它们用于以下任何一项：
- 一个工厂模式，带有一个在产品之间切换的模板工厂
- 一个策略模式，带有一个在行为之间切换行为的Template类
- 具有不同类型属性包的类。例如，你有一辆车，在政策中，你可以有这种行为
这个想法是从文件继承并创建不同的模板，这些模板稍后可以在需要时生成。这是否适合策略，或者我应该只将文件句柄传递给全局静态函数，或者我只应该为每种类型的文件创建一个类？我想确保用户错误率低：)并且策略似乎不太容易出错。
你可以按照你刚才说的任何方式，以下是每种方式的优缺点：
- 全局静态函数
- PROS
- 如果你打算做一个小程序，那你担心什么？只要使用它们，释放并停止开发
- 缺点
- 您的实现可能需要来自其他地方的额外数据，这意味着事情可能会不成比例地发展
- 随着程序的发展，你可能想在全局静态函数之间共享东西，所以你删除静态，然后开始使用全局变量，然后是混乱，这需要大约3年的时间。如果它适用于您的情况，请小心
- 您希望在一个线程中运行一组函数，在另一个线程上运行另一组函数。因此，您创建了一个函数类管理器，使用全局静态函数，所需的重构可能会令人厌烦
- PROS
- 为每种类型的文件类
- PROS
- 很多关于如何做到这一点的教程
- 缺点
- 随着程序的发展，需要跟踪的类越来越多
- 重写了很多。。。。。。。样板
- 它基本上与使用模板相同，如果你能想出一个模板主类，那么一些执行问题就局限于此，而不是扩散到其他文件中
- PROS
- 政策(免责声明：我喜欢政策)
- PROS
- 一个主接口来管理它们
- 在编译时创建代码，因此您为每个使用的类创建一个类
- 与许多样板类相比，易于维护
- 缺点
- 正如Alexandrescu所说，一些模板编码可能会使编译优化变得毫无用处
- 它更难设计，更难理解，更难实现
- 更简单的路径可能会吸引你，你可能会放弃实现，回到全局静态函数，像个小女孩一样哭泣
- PROS
运行方法可以扩展到数千行代码，具体取决于您的算法。
"大多数例子都显示了诸如构建、破坏、线程安全等部分。简单地说，就是小政策"；，这是因为它们只是小例子，策略只能扩展到你的想象，记住你是程序员，你把代码带到了前所未有的高度。如果你不这么做，没有人会这么做。
记住佛罗多这项任务是指定给你的，如果你找不到方法，没有人会
###至少对我来说，将传输层作为一种策略是有意义的，因为它在网络堆栈中的位置
举个例子，假设您有一个名为Class的连接。然后有一个TCP_conn类和UDP_conn类，它们分别定义数据包、标头和方法，例如：
- 方法send
- 方法receive(用于TCP)
- 方法设置
然后像您的示例一样继承：
Template<class Protocol>
class Connection : public Protocol
{
// your inherited methods would be here
// just define connect or something
}
例如。。。假设您有一个生成波形的Waveform类
template <class SamplingPolicy >
class Waveform
{
public:
typedef typename SamplingPolicy::iterator iterator;
typedef typename SamplingPolicy::const_iterator const_iterator;
typedef typename SamplingPolicy::inner_iterator inner_iterator;
typedef typename SamplingPolicy::const_inner_iterator const_inner_iterator;
typedef typename SamplingPolicy::size_type size_type;
typedef typename SamplingPolicy::component component;
typedef typename SamplingPolicy::Wave Wave;
iterator begin();
const_iterator begin() const;
iterator end();
const_iterator end() const;
inner_iterator begin(iterator Itr);
const_inner_iterator begin(iterator Itr) const;
inner_iterator end(iterator Itr);
const_inner_iterator end(iterator Itr) const;
std::size_t Rows() const;
std::size_t Columns() const;
const typename SamplingPolicy::Wave& get() const;
typename SamplingPolicy::Wave& get();
typename SamplingPolicy::component& row(size_type const &n);
const typename SamplingPolicy::component& row(size_type const &n) const;
Waveform();
~Waveform();
template <class Tx, class Ty>
void setup(Tx const &frequency, Ty const &litude);
template <class T>
double Omega(T const &frequency);
Waveform& operator=(Waveform const &rhWave);
Waveform& operator+=(Waveform const &rhWave);
Waveform& operator*=(Waveform const &rhWave);
Waveform& operator-=(Waveform const &rhWave);
Waveform& operator/=(Waveform const &rhWave);
template<class T>
Waveform& operator=(T const &number);
template<class T>
Waveform& operator+=(T const &number);
template<class T>
Waveform& operator*=(T const &number);
template<class T>
Waveform& operator-=(T const &number);
template<class T>
Waveform& operator/=(T const &number);
Waveform operator+(Waveform const &rhWave) const;
Waveform operator-(Waveform const &rhWave) const;
template<class T>
Waveform operator+(T const &number) const;
template<class T>
Waveform operator-(T const &number) const;
Waveform operator/(Waveform const &rhWave) const;
template<class T>
Waveform operator/(T const &number) const;
Waveform operator*(Waveform const &rhWave) const;
template<class T>
Waveform operator*(T const &number) const;
void PrintToConsole(std::size_t columns);
void PrintToFile(std::string const &filename,
std::size_t columns);
protected:
SamplingPolicy _samples;
double _frequency;
double _amplitude;
std::string _frequencyString;
std::string _amplitudeString;
std::map<int,double> _SampleTimes;
private:
bool ValidateSizes(Waveform const &rhWaveform) const;
void print(std::size_t const &columns,
std::ostream &output);
};
但是您需要针对128个采样和1024个采样的策略，您不需要在动态分配中执行此操作，因为您需要在编译时而不是在运行时定义采样率。。。(在这种情况下用于测试目的)
因此，在每个样本128点的情况下，策略看起来像：
class W_128_Samples
{
public:
static const std::size_t components = 2;
static const std::size_t halfcycle_samples = 64;
typedef boost::array< boost::array<int16_t, halfcycle_samples>, components > Wave;
typedef boost::array<int16_t, halfcycle_samples> component;
typedef boost::array< boost::array<int16_t, halfcycle_samples>, components >::iterator iterator;
typedef boost::array< boost::array<int16_t, halfcycle_samples>, components >::const_iterator const_iterator;
iterator begin();
const_iterator begin() const;
iterator end();
const_iterator end() const;
typedef int16_t inner_type;
typedef boost::array<int16_t, components>::size_type size_type;
typedef boost::array<int16_t, components>::iterator inner_iterator;
typedef boost::array<int16_t, components>::const_iterator const_inner_iterator;
inner_iterator begin(iterator Itr);
const_inner_iterator begin(iterator Itr) const;
inner_iterator end(iterator Itr);
const_inner_iterator end(iterator Itr) const;
std::size_t Rows() const;
std::size_t Columns() const;
component& row(size_type const &n);
const component& row(size_type const &n) const;
const Wave& get() const;
Wave& get();
protected:
boost::array< boost::array<int16_t, halfcycle_samples>, components > _wave;
};
在每个样本1024点的情况下，策略看起来像：
class W_1024_Samples
{
public:
static const std::size_t components = 2;
static const std::size_t halfcycle_samples = 512;
typedef boost::array< boost::array<int16_t, halfcycle_samples>, components > Wave;
typedef boost::array<int16_t, halfcycle_samples> component;
typedef boost::array< boost::array<int16_t, halfcycle_samples>, components >::iterator iterator;
typedef boost::array< boost::array<int16_t, halfcycle_samples>, components >::const_iterator const_iterator;
iterator begin();
const_iterator begin() const;
iterator end();
const_iterator end() const;
typedef int16_t inner_type;
typedef boost::array<int16_t, components>::size_type size_type;
typedef boost::array<int16_t, components>::iterator inner_iterator;
typedef boost::array<int16_t, components>::const_iterator const_inner_iterator;
inner_iterator begin(iterator Itr);
const_inner_iterator begin(iterator Itr) const;
inner_iterator end(iterator Itr);
const_inner_iterator end(iterator Itr) const;
std::size_t Rows() const;
std::size_t Columns() const;
component& row(size_type const &n);
const component& row(size_type const &n) const;
const Wave& get() const;
Wave& get();
protected:
boost::array< boost::array<int16_t, halfcycle_samples>, components > _wave;
};
正如你所看到的，事情可以随心所欲。
另一件事是，我使用组合而不是继承来实现我的策略，这是Alexandrescu在他与Herb Sutter合著的另一本C++指南书中所倡导的。
要带回家的主要东西是：
你需要保存代码——你的代码越少，你带回家的价值就越大。但这并不意味着它不会很难。
再说一遍，这取决于你的问题。
例如，要使用我的代码，我要执行以下操作：
Waveform<W_128_Samples> w1;
w1.setup(60, 1000);
Waveform<W_1024_Samples> w2;
w2.setup(60, 1000);
其中60是频率，1000是幅度。两者都将返回不同大小的数组。
当你绘制它的图形时，1024的大小会平滑得多。
当我在c++中直接测试与波形相关的东西时，这对我来说真的很舒服，我可以通过加法或减法来组装不同的波形。
#优势是什么？#
设置方法是为Waveform类模板定义的。但是，数组取决于策略，以及数组的访问器和数组的大小。此外，您还可以扩展策略的功能。
#为什么不继承？#
个人偏好和其他一些基于某些书籍的原因。您可以使用继承，只要您不在基类功能上疯狂。
#为什么策略中有这么多方法？#
因为波形本身是私有的，用户可以创建声音，但不能改变它
#为什么超载这么多？#
我希望能够像Matlab一样使用我的Waveforms，只在C++中使用。
#你的意思是什么？政策实施可能会变得很大#
假设您正在实现粒子群优化。您在一个模板中对PSO进行编码，该模板接收一组数据并基于它优化您的问题。
但您的策略负责每个粒子的权重，以及如何从N数据结构传递到数据数组。
所以您在模板管理器中调用setup，正如我所说，管理器接收一个数组，但它调用策略的一个方法来接收数组。策略中的此方法将矩阵映射到数组，或将数据库映射到数组。
因此，现在您需要像策略和权重中的I/O一样进行处理。
它可能会变得巨大。
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