C++ class 设计：协变

Question

问题

我想实现一些在图上工作的算法，return 节点对的分数表明这些节点是否相似。这些算法应该适用于单个节点对和所有可能的节点对。在后一种情况下，collection/matrix 应该是 returned.

我的方法

算法源自

class SimilarityAlgorithm {
public:
  Base(const Graph& G);

  virtual double run(node u, node v) = 0; // indices for nodes in the graph

  virtual ScoreCollection& runAll() = 0;
}

现在算法在内存使用上有所不同。某些算法可能是对称的，并且 (u, v) 和 (v, u) 的分数相同。这需要不同的 ScoreCollection 类型，应该 returned。一个例子是稀疏矩阵和三角矩阵，它们都来自 ScoreCollection.

这将归结为协变 return 类型：

class SpecificAlgorithm : SimilarityAlgorithm {
public:
  double run(node u, node v);

  // The specific algorithm is symmetric and thus uses a symmetric matrix to save memory
  SymmetricScoreCollection& runAll();
}

问题

对于这个问题，这种设计方法是个好主意吗？
是否应该公开集合都是作为矩阵实现的事实？

Answer 1

您的设计似乎适合您描述的问题。

问题：

但是，您的 SpecificAlgorithm 有一个问题：runAll() 与基础 class 的虚函数 return 类型不同。因此它不会被调用（或者更可能的是，您的代码由于缺少虚函数而无法编译）。

解法：

也对 ScoreCollection 使用多态方法，使 SymmetricScoreCollection 成为 ScoreCollection 的派生 class：

class SymetricScoreCollection: public ScoreCollection {
//define the member functions to access the values virtual
...
}; 

class SpecificAlgorithm : public SimilarityAlgorithm {
public:
  double run(node u, node v);

  // The specific algorithm is symmetric and thus uses a symmetric matrix to save memory
  ScoreCollection& runAll();
};

实际上它是factory method pattern的一个应用，具有以下作用：

SimilarityAlgorithm 是工厂，
SpecificAlgorithm 是具体的工厂
ScoreCollection 是产品
SymetricScoreCollection 是具体产品

补充说明：

从 runAll() 返回对 ScoreCollection 的引用会带来一些风险。假设 sa 是一个特定的算法。

在以下语句中：

ScoreCollection sc = sa.runAll();

sa.runAll() return 是对 SymetricScoreCollection 的引用，但它会将引用的对象复制到 sc，使其成为 ScoreCollection。 Slicing 发生，多态性将失效。

但是下面的语句会成功：

ScoreCollection& rsc = sa.runAll();

因为 rsc 是一个引用，它仍然会引用 sa.runAll() 由 sa.runAll() 编辑的原始 SymetricScoreCollection 对象，并且一切都会按设计工作。

您会发现，在 returning 引用时很容易出现未注意到的错误。我建议 return 一个指针而不是一个引用。

C++ class 设计：协变

C++ class design: Covariance

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问题

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