在 C++ 中使用抽象基础类和模板进行重构

Question

我尝试进行一些重构时遇到问题。我们有很多代码重复，我正在努力解决这个问题。我有以下 class 结构

IMessageSink.h:

class IMessageSink
{
public:
    virtual ~IMessageSink() { };
    virtual void process(const taurus::Msg& msg) = 0;
};

我有以下基础 class ModelBase.h 所有模型都必须继承，此时请不要使用 friend class EM:

class ModelBase : public virtual IMessageSink
{
public:
   ModelBase(Tag a);

   void process(const taurus::Msg& msg);
   void reset();

private:
   friend class EM; // I will ask about this below.

   virtual void calculate(double lambda) = 0;
};

friend EM的实现不正确，我在下面询问。然后我有一个 class 那 implements/inherits 从 ModelBase, ModelM0.h:

class ModelM0 : public virtual ModelBase
{
public:
    ModelM0(Tag a);

   static ModelM0* ModelM0::make(Tag a)
   {
      ModelM0* m = new ModelM0(a);
      m->reset();
      return m;
   }

private:
    void calculate(double lambda);
};

与 ModelM0.cpp 实施为：

ModelM0::ModelM0(Tag a) : ModelBase(a) { }

void ModelM0::calculate(double lambda)
{
    // Do stuff.
}

问题出在 EM 朋友 class 以及如何以通用方式实现它。以前，此 class 仅适用于未从 ModelBase 继承的类型 ModelM0。现在其他模型也继承自 ModelBase 并且 EM 也需要使用它们 - 这就是问题所在。我在 EM.h 中有以下定义（我已将其更改为模板，因此我们可以指定我们正在使用的 ModelBase 的类型 TModel） :

与EM.h为：

template <class TModel> 
class EM : public virtual IMessageSink
{
public:
    static EM* make(Tag a)
    {
        return new EM(a);
    }

    EM(Tag a);
    ~EM();

    void process(const taurus::Msg& msg);
    void run();
private:
    struct Bucket
    {
        TModel* _model;
        std::vector<TinyMatrix<1, 1> > _obs
    };

    EM::Bucket& getModel(int ag);
}

问题实现是EM::Bucket& getModel(int ag);，在EM.cpp中我们有

template<class TModel> 
EM<TModel>::EM(Tag a) { }

template<class TModel> 
EM<TModel>::~EM()
{
    run();
}

template<class TModel>
void EM<TModel>::process(const taurus::Msg& msg)
{
    int ag = getMessageCount(msg.type()); // External call.
    if (ag <= 3)
    {
        Bucket& b = getModel(ag);
        TModel* m = b._model;
        m->process(msg);
    }
}

上面好像没问题，我的问题是执行getModel

template<class TModel> 
EM<TModel>::Bucket& EM<TModel>::getModel(int ag)
{
    // This is not right.
    TModel* m;
    m = TModel::make(getTag(ag)); // This is not right - I need a factory.

    // ... Do stuff.

    Bucket& b = // Get a bucket.
    b._model = m;

    return b;
}

我的问题：

如何更改上面的代码，以便在 EM<TModel>::getModel(int ag) 中我可以使用上面的 make 创建正确的 TModel - 我需要一个工厂吗这将如何实施？
在ModelBase.h中EMclass被指定为朋友class。这个我如何使通用的与正在使用的 TModel (ModelBase) 类型一起工作？

这里需要注意的是，这是一个重构问题，而不是我在方法中显示的代码是否正确或正确（为了简洁地突出我的问题）。重构是我唯一想要帮助的事情。非常感谢您的宝贵时间。

Answer 1

当我试图让你的代码编译时，我不得不修复一些缺失的分号和缺失的类型（Tag、taurus::Msg、TinyMatrix）并修复声明和getModel(int ag)

的定义

通常，您需要向编译器表明，Bucket 实际上是一个类型名称，而不是其他类型的参数。

对于声明，您有 2 个选项：

Bucket& getModel(int ag); // (1)
typename EM<TModel>::Bucket& getModel(int ag); // (2)

(1) 是对当前模板特化的 Bucket 类型的隐式使用。 (2) 是与 typename 关键字一起用于编译器的显式类型用法，如上所述。

对于定义，您肯定需要 typename 关键字，因为您不在 class 定义上下文中。

template<class TModel>
typename EM<TModel>::Bucket& EM<TModel>::getModel(int ag)
{
    // This is not right.
    TModel* m;
    m = TModel::make(getTag(ag)); // This is not right - I need a factory.

    // ... Do stuff.

    Bucket& b = // Get a bucket.
        b._model = m;

    return b;
}

忽略 "This is not right." 注释 - 我从您的示例代码中复制了它们。其实完全正确。

对于 friend 声明，您需要添加一个模板版本，因为您希望友好所有可能的模板实例化。我从 this answer（Anycorn 的致谢）

中查找

template <class> friend class EM;

希望能解决您所有的问题。请注意，我使用 template <class> 因为您使用了它。我个人更喜欢 template <typename>.

在 C++ 中使用抽象基础类和模板进行重构

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