基于原则设计是一种基于C++计算机程序设计规范,以原则(Policy)为基础,并结合C++的模板元编程(template metaprogramming)。policy-based首见于 Andrei Alexandrescu 出版的 《Modern C++ Design》 一书以及他在C/C++ Users Journal杂志专栏 Generic 。
简介Policy的意思是方针,或策略,也就是将原本复杂的系统,拆解成多个独立运作的“策略类别”(policy class),每一组policy class都只负责单纯如行为(behavior, method)或结构(structure)的某一方面。Templetes与多重继承(Multiple Inheritance)两项技术互补。多重继承由于继承自多组 Base Class,故缺乏型别消息(type information),而Templetes基于型别,拥有丰富的型别消息。多重继承容易扩张,而Templetes的特化(Specialization)不容易扩张。Policy-Based Class Design 同时使用了 Template 以及 Multiple Inheritance 两项技术,结合两者的优点。
template class PolicyBasedClass:public Policy1, public Policy2 { public: PolicyBasedClass(){}; };PolicyBasedClass则称为宿主类别(host class),只需要切换不同 Policy Class,就可以得到不同的需求。Policy不一定要被宿主(host)继承,只需要用委托(delegation)完成这一工作。但policies必须遵守一个隐含的constraint,接口(interface)必须一样,故参数不能有巨大改变。
Policy class有点类似回调函数(callbacks),但不同的是,callback只是一个函数,至于 policy class 则尽可能包含许多的 functions (methods), 有时还会结合状态变量(state variables)与其他各式各样的类型,如嵌套类型(nested types)。
policy 的一个重要的特征是,宿主类别(host class)经常(并不一定要)使用多重继承的机制去使用多个 policy classes. 因此在进行 policy 拆解时,必须要尽可能达成正交分解(Orthogonal Decomposition),policy彼此独立运作,不相互影响。1
Template Template Parameter在 C++ 的Policy-Based Design 中,用来建构 Template 的类别参数(也就是policy class),本身亦可以是一个 Tempate 化的类别,形成所谓的 Template Template Parameter。
如果 Read()、Write() 有各种不同名目的参数时,可以利用 template 的不完全具现化 (Incomplement Instantiation) 特征检实现各个参数不同的成员函数(member function)。在host class中,可以撰写不同参数版本的 Read(...) 函数,这有赖于c++ compiler的协助。
template class ResourceManager : public ReadingPolicy, public WritingPolicy { public: void Read(); void Write(XmlElement*); void Write(DataSource*); };上述的class T即是一个Template Template Parameter,这使得 Policy Class 更具扩充性与弹性,能够处理各种类型的实体(instance)。
void main() { ResourceManager ResMgr1; ResourceManager ResMgr2; }示例下例是 C++hello world的示例,可以使用各种原则(policies)打印文字。
templateclass HelloWorld : public output_policy, public language_policy{ using output_policy::Print; using language_policy::Message;public: //behaviour method void Run() { //two policy methods Print( Message() ); }};#include class HelloWorld_OutputPolicy_WriteToCout{protected: template void Print( message_type message ) { std::cout