C 接口无虚拟函数

C++ interface without virtual functions

本文关键字：函数 虚拟 接口      更新时间：2023-10-16

我想知道我们如何在不使用虚拟函数的情况下声明C 中的接口。互联网搜索后，我整理了此解决方案：

#include <type_traits>
using namespace std;
// Definition of a type trait to check if a class defines a member function "bool foo(bool)"
template<typename T, typename = void>
struct has_foo : false_type { };
template<typename T>
struct has_foo<T, typename enable_if<is_same<bool, decltype(std::declval<T>().foo(bool()))>::value, void>::type> : true_type { };
// Definition of a type trait to check if a class defines a member function "void bar()"    
template<typename T, typename = void>
struct has_bar : false_type { };
template<typename T>
struct has_bar<T, typename enable_if<is_same<void, decltype(std::declval<T>().bar())>::value, void>::type> : true_type { };
// Class defining the interface
template <typename T>
class Interface{
public:
  Interface(){
    static_assert(has_foo<T>::value == true, "member function foo not implemented");
    static_assert(has_bar<T>::value == true, "member function bar not implemented");
  }
};
// Interface implementation
class Implementation:Interface<Implementation>{
public:
  // If the following member functions are not declared a compilation error is returned by the compiler
  bool foo(bool in){return !in;}
  void bar(){}
};
int main(){}

我打算在一个仅使用静态多态性的项目中使用此设计策略。我将在项目中使用的C 标准是C 11。

您认为这种方法的利弊是什么？

我提出的代码可以进行哪些改进？

编辑1：我只是意识到不需要从接口继承。此代码也可以使用：

class Implementation{
  Interface<Implementation> unused;
public:
  bool foo(bool in){return !in;}
  void bar(){}
};

编辑2-3：static_assert解决方案(有或没有CRTP(与标准CRTP之间的一个主要区别在于，CRTP不能保证派生的类实现所有接口成员。例如，正确编译以下代码：

#include <type_traits>
using namespace std;
template< typename T>
class Interface{
public:
  bool foo(bool in){
    return static_cast<T*>(this)->foo(in);
  }
  void bar(){
    static_cast<T*>(this)->bar();
  }
};
class Implementation: public Interface<Implementation>{
public:
//    bool foo(bool in){return !in;}
//    void bar(){}
};
int main(){}

仅当功能 foo 或 bar 时，编译器才会返回有关丢失的成员函数的错误。

我看到的方式，static_assert解决方案感觉更像是接口声明，而不是单独使用CRTP。

实现静态多态性的一种常见方法是使用CRTP。

使用此模式，您定义了一个模板的接口类，其方法将其转发到模板：

// Interface
template <typename T>
struct base {
    void foo(int arg) {
        static_cast<T*>(this)->do_foo(arg);
    }
};

您从基类实现继承并实现方法：

// Implementation
struct derived : base<derived> {
    void do_foo(int arg) {
        std::cout << arg << 'n'
    } 
};

这种模式的优势是它看起来"感觉"很像常规的运行时多态性，并且错误消息通常很理智。因为编译器可以看到所有代码，所以所有内容都可以夹住，因此没有开销。

您似乎要实现概念(Lite(。您可能需要在尝试实施之前阅读文章。

缺乏编译器支持，您可以部分实现此想法。您的static_assert想法是表达接口要求的已知方法。

考虑链接中的Sortable示例。您可以创建类模板Sortable，使用static_assert来主张所有对模板参数的思考。您向用户解释他们需要实现某种CET的方法，并实施该设置，他们需要以一种或另一种方式使用Sortable<TheirClass>。

为了在函数声明中表达。您的功能需要Sortable的想法，您必须诉诸类似的东西：

template <typename Container> 
auto doSomethingWithSortable (Container&) -> std::enable_if<Implements<Container, Sortable>>::type;
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