c++ 对由 function 返回的抽象 class 的调用方法

Question

我觉得我遗漏了一些明显的东西，但这是我的问题

带有纯抽象 class IFoo

class IFoo
{
 public:
    virtual bool isBar1() const=0;
    virtual bool isBar2() const=0;
};

和 2 个实现

class Foo1 : public IFoo
{
 public:
    bool isBar1() const override { return true;}
    bool isBar2() const override { return false;}
};

class Foo2 : public IFoo
{
 public:
    bool isBar1() const override { return false;}
    bool isBar2() const override { return true;}
};

我有一个管理 class 必须根据变量protocol调用正确的方法

class FooManager : public IFoo
{
 public:
    bool isBar1() const override 
    {
      switch(protocol)
      {
        case 1: return Foo1().isBar1();
        case 2: return Foo2().isBar1();
        default: return false;
      }
    }
    bool isBar2() const override
    {
      switch(protocol)
      {
        case 1: return Foo1().isBar2();
        case 2: return Foo2().isBar2();
        default: return false;
      }
    }
    void setProtocol(int proto){this->protocol = proto;}
 private:
    int protocol{0};
};

但是有很多方法，我不想把switch(protocol)放在任何地方，因为它确实是重复的，并且可以随时添加新的 FooX。

如何在不使用模板的情况下调用正确的覆盖（假设协议是动态的并且 FooManager 是持久的）并且在每次调用时不使用堆（通过智能指针等，因为它适用于我们试图留在堆栈上的嵌入式项目越多越好）。

我不能只创建一个返回 IFoo 的 getFoo() 方法，因为它是一个抽象的 class 而且我也不能返回 IFoo& 因为它会返回对临时的引用。

IFoo& FooManager::getFoo()
{
      switch(protocol)
      {
        case 1: return Foo1();
        case 2:
        default:  return Foo2();
      }
  //return reference to temporary
}

我还可以做些什么？

Answer 1

您可以返回一个 unique_ptr，例如

std::unique_ptr<IFoo> FooManager::getFoo() {
    switch (protocol) {
        case 1: return std::make_unique<Foo1>();
        case 2: 
        default: return std::make_unique<Foo2>();
    }
}

这将导致数据成为指针，并且在调用成员函数时应用多态性

Answer 2

您可以返回std::unique_ptr以便获得多态行为，但可以控制返回的 object 的生命周期。

std::unique_ptr<IFoo> FooManager::getFoo()
{
      switch(protocol)
      {
        case 1: return std::make_unique<Foo1>();
        case 2:
        default:  return std::make_unique<Foo2>();
      }
}

Answer 3

由于您有一个非常具体的要求，我建议针对这个确切的问题提供一个非常具体的解决方案（这可能不适合其他地方）。 为了避免必须使用动态分配和指针或引用，您可以使用 function 指针“伪造”多态性。 给出您在评论中提到的要求的一个小例子：

class Foo {
    public:
    // function pointer aliases to make them easier to use
    // I opted to make the two functions take different parameters for demonstration purposes
    using isBar1Func = bool(*)(const Foo*);
    using isBar2Func = bool(*)(int);
    // constructor requiring the function pointers as parameters
    Foo(int value, isBar1Func bar1func, isBar2Func bar2func) : 
        m_value(value), m_bar1Func(bar1func), m_bar2Func(bar2func) {}

    bool isBar1() const {
        return m_bar1Func(this);
    }

    bool isBar2() {
        return m_bar2Func(m_value);
    }

    int getValue() const {
        return m_value;
    }

    private:
       int m_value;
       isBar1Func m_bar1Func;
       isBar2Func m_bar2Func;
};

// example functions to be passed into the constructor
static bool testBar1Func(const Foo* foo) {
    return foo->getValue() != 0;
}

static bool testBar2Func(int value) {
    return value > 1;
}

// getFoo can simply return a copy
Foo FooManager::getFoo() {
    switch (protocol) {
        case 1: return Foo(1, testBar1Func, testBar2Func);
        // also works with non-capturing lambdas, which can be converted to function pointers
        case 2: return Foo(2, 
                           [](const Foo* foo) { return foo->getValue() != 1; },
                           [](int value) {return value != 12; });
        // add remaining cases as desired
    }
}

Answer 4

感谢@UnholySheep 的回复，这就是我的结尾：

class FooManager : public IFoo{
  public:
     using FooFunc = bool(*)(const IFoo&);

     bool callFoo(FooFunc function) const{
        switch(protocol) {
          case 1: return function(Foo1());
          case 2: return function(Foo2());
          //and the other cases
        }
    }
    bool isBar1() const override {
       return callFoo([](const IFoo& foo){return foo.isBar1();});
    }
    bool isBar2() const override {
       return callFoo([](const IFoo& foo){return foo.isBar2();});
    }
};

我的 FooX 类保持不变，并且switch(protocol)在单个 function 中，这意味着如果有新协议到达，我只需为该协议创建一个新的 FooY 并将其添加到 switch 以使其工作。 所有这些都带有编译时检查并且不使用堆。 再次感谢@UnholySheep 和其他人。