C ++數據分組類和const訪問

Question

這個問題涉及類設計和連貫的接口（我想）。

假設您有一個小類來代表道路的“幾何” ...它可能包含許多這樣的屬性和方法...

class RoadMap
{
    private:

    struct RoadPiece
    {
        float x1, y1, x2, y2;
    };  

    std::string name;
    float area_width;
    float area_height;

    std::vector<RoadPiece> pieces;

    public:

    const std::string& get_name() const {return name;}
    float get_width() const {return area_width;}
    float get_height() const {return area_height;}
    float get_area() const {return area_width * area_height;}

    void set_width(float v) {area_width=v;}
    void set_height(float v) {area_height=v;}
    void set_name(const std::string v) {name=v;}

    void add_road_piece(float x1, float y1, float x2, float y2)
    {
        //...
    }
}

如您所見，我們正在混合使用const和非const方法。 沒什么大不了的：我們幾乎可以像這樣編寫客戶端代碼

RoadMap m;

m.set_width(100.0);
m.set_height(150.0);
m.set_name("Northern Hills");

//Tedious code here...

std::cout<<"The area of the map is "<<m.get_area()<<std::endl;

現在，讓我們確定我們要向地圖添加“不一定要屬於該地圖的”另一層信息，而是...在客戶端代碼中對其進行補充...例如，交通標志

class TrafficSignsMap
{
    private:

    struct Sign
    {
        enum class types {STOP, YIELD, STEP_ON_IT};
        types type;     
        float x;
        float y;
    }

    std::vector<Sign> signs;

    public:

    void add_stop_sign(float x, float y) {/*Blah blah*/}
    void add_yield_sign(float x, float y) {/*Blah blah*/}
    void add_step_on_it_sign(float x, float y) {/*Blah blah*/}

    const std::vector<Sign>& get_all_signs() {return signs;}
    const std::vector<const Sign const  *> get_signs_in_area(float x1, float y1, float x2, float y2)
    {
        //Do some calculations, populate a vector with pointers to signs, return it...
    }
}

同樣，我們可以編寫各種客戶端代碼，混合各種方式和注冊。 請注意，此時我並不是真的在做這個應用程序，只是以它為例...

無論如何，在編寫了更多代碼之后，我附帶了第三層數據……這次是“ PlacesToEat”。 我不會在這里描述它們，但是您會發現漂移：它獨立存在，但可以與道路或標志共享一定的空間（更像是道路，但是...）。 在第三層（也是最后一層）中，我們找到了一個可以獲取帶有道路，標志和用餐地點信息的文件的地方。 我們認為我們可以編寫一個類來提供文件並為我們存儲信息。 像這樣：

class MapData
{
    private:

    RoadMap roads;
    TrafficSignsMap signs;
    PlacesToEatMap places_to_eat;

    public:

    MapData(const std::string& filename)
    {
        std::ifstream(filename);

        //Read the file... populate our properties...
    }

    const RoadMap& get_road_map() const {return roads;} 
    const TrafficSignsMap& get_signs_map() const {return signs;}
    const PlacesToEatMap& get_places_to_eat_map() const {return places_to_eat;}
};

事情就是這樣……將所有數據分組到一個大容器中之后，我們應該同時提供const和non const訪問，對嗎？ 我想獲取所有const數據，但我也應該能夠添加新的用餐場所，而這是我當前界面無法實現的。

現在，我知道可以將MapData類用作代理（增加其在應用程序中的責任感），所以我會去：

MapData MD;
MD.add_stop_sign(10.0, 20.0);   //This, in time, proxies to the inner property.

或者我可以這樣添加const和non const getters（增加我的頭痛）：

MapData MD;
float area=MD.get_road_map().get_area();
MD.get_non_const_road_map().add_road(/*blah blah*/);

或者我可以擰緊它，並將這些屬性公開：

public:

RoadMap roads;
TrafficSignsMap signs;
PlacesToEatMap places_to_eat;

或者，我可以使吸氣劑變為非常量，因為我是要修改數據並完成處理的（這里並沒有真正的缺點……我想，我說的是const MapData對象，我不應該無論如何都要更改）：

    RoadMap& get_road_map() {return roads;} 
    TrafficSignsMap& get_signs_map() {return signs;}
    PlacesToEatMap& get_places_to_eat_map() {return places_to_eat;}

再次，請注意，該問題已被修正，因為該問題已被修正（為什么路線圖還會存儲尺寸？）。 考慮到這一點，您將如何處理這種情況？ 我正在尋找一種方法，可以使MapData類盡可能地可擴展，以防我想要添加更多的層（應放棄代理選項）以及盡可能正確的層。 非常感謝。

Answer 1

當然，有很多方法可以做到這一點。 但是從設計角度來看，保持一致性很重要（ 請參見此處： “一致性與概念完整性一致” ）。

您對三個容器類RoadMap ， TrafficSignsMap和PlacesToEatMap都具有以下原則：

• 容器中的對象是私有結構
• 容器的用戶不知道對象，而僅知道定義對象的數據（例如：路段的四個浮標）。
• 使用構成對象的數據在容器中進行插入（也檢索？）。

如果要保持一致，則應對MapData采用相同的方法：使用代理方法（您的第一種選擇）。

就個人而言（但在這里，我們保留客觀事實並輸入主觀意見），我認為這種設計沒有利用面向對象設計的優勢。 我並不是說這很糟糕：這樣做可能有充分的理由。 但不是最佳的。 為什么呢 您的類的用戶無法操縱您的類圍繞其設計的應用程序對象：他不使用路段，而僅使用路段坐標。 例如：如果稍后您決定float不夠精確，則應使用double來代替，而每一段代碼都必須進行檢查。 如果您意識到可能有調諧器並且坐標需要為3D，那將是一次真正的維護災難