在没有指针的情况下在 C++ 中实现策略模式

Question

我的目标是拥有 Strategy Pattern 的 C++ 实现，无需手动分配内存。从概念上讲，我觉得在我给出的例子中没有必要这样做。此外，手动内存管理容易出错。请记住，我的示例只是一个 MWE，实际上所有对象都更加复杂，手动内存管理经常会引入错误。

在下面的例子中，class Base 需要被赋予一个 Strategy 来构建，它将用于在其方法 [=13= 中产生输出].当然也可以不给一个Strategy，因为那个class是抽象的，所以这个论点必须是引用。由于我的上述原因，它是 而不是 指针。

下面的代码可以编译，但是只能因为const已经在几个地方添加了。

class Strategy {
public:
    virtual int decision() const = 0;
};

class AlwaysZero : public Strategy {
public:
    int decision() const { return 0; }
};


class Base {
private:
    Strategy const &strategy;
public:
    Base(Strategy const &s) : strategy(s) {}

    int getStrategyDecision() {
        return strategy.decision();
    }
};


class Main : public Base {
public:
    Main() : Base(AlwaysZero()) {}
};


int main ()
{
    Main invoker;
    return invoker.getStrategyDecision();
}

如果删除 const 限定符，它会失败，因为在 Main 的构造函数中，将临时对象 AlwaysZero() 传递给 [=11= 的构造函数的引用参数] 是非法的。

我能理解那个错误，但是

为什么当一切都是 const 时它仍然有效？这似乎表明它应该在没有 const 的情况下同样有效，我只是遗漏了一些东西。
我什至不想要一个“temporary”对象，我必须这样做的唯一原因是因为我不能传递 Strategy 本身，因为 class 是抽象的。

同样，我知道我可以通过使变量 strategy 成为指向 Strategy 的指针并将 new AlwaysZero() 传递给 Base 构造函数来解决这个问题。如上所述，这是我不想要的。

我的问题是双重的。首先，我想知道为什么我的示例在没有 const 的情况下无法编译。我想了解这里发生了什么。

其次，我想知道是否可以修改此示例，使 strategy 不再是 const（并且有效），但不使用任何类型的指针。只有当第二个问题的答案是 "no" 时，我才会开始寻找巧妙的方法来避免这个问题（例如评论中建议的智能指针）。

PS：我使用 g++ 作为编译器。这可能重要也可能不重要。

Answer 1

您的代码可以编译的原因是 const 引用可以延长临时文件的寿命，但非 const 引用不会。有关详细说明，请参阅 https://herbsutter.com/2008/01/01/gotw-88-a-candidate-for-the-most-important-const/。

至于为什么 C++ 标准说非常量引用不会延长临时对象的生命周期。正如 here, non-const references can't be bound to temporaries in the first place. See here 所解释的一个简单的原因示例。

所以，你的技术应该没问题。但是如果你想要一些其他的选择...

策略模板

template<typename T>
class Base {
private:
    T strategy;
public:
    Base(const T& s) : strategy(s) {}

    int getStrategyDecision() {
        return strategy.decision();
    }
};

class Main : public Base<AlwaysZero> {
public:
    Main() : Base(AlwaysZero()) {}
};

非拥有指针

无需手动内存管理即可使用指针。只要它们是非拥有指针。

class Base {
private:
    Strategy *strategy;
protected:
    void setStrategy(Strategy& s) { strategy = &s; }
public:
    int getStrategyDecision() {
        return strategy->decision();
    }
};

class Main : public Base {
    AlwaysZero my_strategy;
public:
    Main()  { setStrategy(my_strategy); }
};

在没有指针的情况下在 C++ 中实现策略模式

Implement Strategy Pattern in C++ without Pointers

c++

g++

abstract-class

strategy-pattern

策略模板

非拥有指针