类继承层次结构设计问题

Question

我有以下图的类层次结构：

typedef vector<int> ArrayI;
typedef vector<Array<long>> Mat2DB;
typedef vector<ArrayI> adjList;

class baseGraph {
    int nodes;
    ArrayI degree;
    //some member functions.
}

class matGraph: public baseGraph {
    Mat2DB matrix;
    //member functions.
}

class lMatGraph: public matGraph {
    ArrayI labels;
    //member functions.
}

class listGraph: public baseGraph {
    adjList list;
    //member functions.
}

class lListGraph: public listGraph {
    ArrayI labels;
    //member functions.
}

现在，在该类中，我还有许多其他函数，大部分是虚函数，因此当我在使用基类指针时调用适当的函数时。

例如，我有一个函数sssp(int node) ，它实现了单个源最短路径。 对于class matGraph和class listGraph class matGraph ，实现方式都不同，它们分别是图形的邻接矩阵表示和邻接列表表示。 现在，无需更改这些图的标记版本的定义，因此不再在lListGraph和lMatGraph定义这些函数。

现在我唯一setLabel(const ArratI &)问题是lListGraph和lMatGraph类中的setLabel(const ArratI &) 。 我需要此函数是虚拟的，以便可以通过基类指针进行调用，但是与此同时，我没有诸如matGraph和listGraph类的标签之类的任何东西。

我不知道我的设计层次结构是否正确，但是对我来说似乎很直观。 因此，对此的任何评论都是很好的。 我可以用setLabel函数做什么。 拥有这样的功能是否可以（对我来说这似乎是一种解决方法，所以这个问题）还是我需要重新考虑我的类层次结构。

PS：如果有一些我可以练习诸如此类的设计问题的书，我也很喜欢。 我碰到了这些高音，不知道该怎么办。

编辑：

在另一个具有我的成员baseGraph *graph类clustering中使用类图的使用

class clustering {
    baseGraph *graph;
}

我将指针存储在基类中，以便可以使用来自class graph的不同算法（作为函数实现）。 对于聚类，它再次取决于我要使用的图形类型。

Answer 1

也许这样吗？

typedef vector<int> ArrayI;
typedef vector<Array<long>> Mat2DB;
typedef vector<ArrayI> adjList;

class baseGraph {
    int nodes;
    ArrayI degree;
    virtual void sssp(int node);
    //some member functions.
}

class labeledGraph: public virtual baseGraph {
    ArrayI labels;
    virtual void setLabel(const ArratI &);
    //member functions.
}

class matGraph: public virtual baseGraph {
    Mat2DB matrix;
    //member functions.
}

class lMatGraph: public virtual matGraph, public virtual labeledGraph {
    //member functions.
}

class listGraph: public virtual baseGraph {
    adjList list;
    //member functions.
}

class lListGraph: public virtual listGraph, public virtual labeledGraph {
    //member functions.
}

我在这里假设您应该从baseGraph（typeo）继承时错误地从graph继承了-尽管即使不是同一点。

如果您有疑问或有错误，也可以进行粗略的编码。

Answer 2

您说setLabel应该通过基类指针来调用，所以这意味着它应该在基类中声明，即使这没有任何意义。 您可以为未用两种可能方式标记的图实现setLabel ：

• 什么都不做-只需忽略设置标签的请求
• 引发异常（例如abort ）-可能有问题，因此用户应该知道这一点！

每种方法都是一种解决方法，因此您应考虑为什么应通过基类指针调用setLabel ，并可能更改此决定。 我希望，如果您确实需要为算法添加标签图，则使用适当的类型而不是基类类型-那么您无需对基类进行任何改动。

请注意，如果您继续向与每个派生类相对应的基类中添加内容，那么最终将在基类中造成很多混乱 -不好！

---

此外，以下内容可以解决setLabel的问题，并使您的类层次结构“更健康”。

考虑将sssp之类的基本算法从类声明中移开-使它们重载独立函数而不是成员函数。 这样，您也无需在基类中声明sssp 。 如果采用此准则，则在实现一种新算法时，编译器将检查所有函数调用，并在缺少一个函数调用时发出错误（这比崩溃或得到不正确的结果要好）。

class baseGraph {
    int nodes;
    ArrayI degree;
    // a minimum number of member functions (e.g. getNode; getEdges)
}

class matGraph: public graph {
    Mat2DB matrix;
}

class lMatGraph: public matGraph {
    ArrayI labels;
    void setLabel(const ArrayI &);
}

int sssp(const matGraph& graph, int node)
{
    // Some code
}

int sssp(const lMatGraph& graph, int node)
{
    // Some code; here you can use labels
}

在有效的C ++书中对此进行了讨论（ 有效的C ++项目23将非成员非友函数优先于成员函数 ）

Answer 3

一切都归结为一个简单的选择。 如果我尝试在实际上不支持标签的图形中设置标签，该怎么办？

1. 无（尝试可能已记录，但被忽略）
2. 灾难性的失败
3. 我什至不能尝试（编译器不应该让我）

而已。 这些都是您的选择。

前两个选项很容易，您只需编写一个报告错误（记录错误或引发异常）的虚函数即可。

第三个很有趣。 这意味着根本没有相应的虚拟功能。 不在您的班级中，也不在任何基类中。 这与您的设计背道而驰，但您的设计不一定是完美的。

那么，如何设置标签呢？ 通过不是指向您的基类的指针的东西：)它可以是指向另一个基类的指针（mixin —您使用多重继承为图添加标签功能）。 或者，您可以对设计进行模板化，以使层次结构实际上并不重要，并且您始终可以静态地了解对象的最派生类型。