C ++類擴展

Question

有沒有辦法向類添加新方法，而不修改原始類定義（即包含類和相應的.h文件的編譯.lib），如C＃的類擴展方法？

Answer 1

沒有.C ++沒有這樣的能力。

正如其他答案中所提到的，常見的解決方法是：

• 定義派生類，可能使用工廠來隱藏實際的實現類
• 定義裝飾器類
• 定義對該類實例進行操作的非成員函數

Answer 2

不，你不能用C ++做到這一點。

如果你想要達到這樣的目的，你有兩個選擇，

• 您可以繼承自該類（如果這是一個選項，它可能不合法，因為該類可能尚未編寫為允許繼承）
• 您可以編寫自己的包裝類，它具有相同的接口+新方法，並委托給您要擴展的那個。

我更喜歡代表團的做法。

Answer 3

C＃類擴展方法主要是語法糖。 您可以使用自由函數獲得相同的功能（例如，具有對類的引用或常量引用的函數作為其第一個參數）。 既然這對STL很有效，為什么不為你的班級？

Answer 4

在C ++中，您可以使用自由函數，但有時在將多個函數嵌套在一起時，擴展方法的效果會更好。 看看這個C＃代碼：

var r = numbers.Where(x => x > 2).Select(x => x * x);

如果我們使用自由函數在C ++中編寫它，它將如下所示：

auto r = select(where(numbers, [](int x) { return x > 2; }), [](int x) { return x * x; });

這不僅難以閱讀，而且難以編寫。 解決這個問題的常用方法是創建所謂的pipable函數。 這些函數是通過重載|來創建的 管道運營商（它實際上是或運營商）。 所以上面的代碼可以寫成這樣：

auto r = numbers | where([](int x) { return x > 2; }) | select([](int x) { return x * x; });

這更容易閱讀和寫作。 許多庫對范圍使用pipable函數，但也可以擴展到其他類。 Boost在它的范圍庫中使用它，pstade 烤箱使用它，而且這個C ++ linq庫也使用它。

如果您想編寫自己的pipable函數，請在此處解釋如何執行此操作 。 但是，其他庫提供了功能適配器以使其更容易。 Pstade egg有一個pipable適配器 ，linq提供range_extension適配器來為范圍創建一個pipable函數。

使用linq，首先只需將函數創建為函數對象，如下所示：

struct contains_t
{
    template<class Range, class T>
    bool operator()(Range && r, T && x) const
    { return (r | linq::find(x)) != boost::end(r); };
};

然后使用靜態初始化初始化函數，如下所示：

range_extension<contains_t> contains = {};

然后你可以像這樣使用你的pipable函數：

if (numbers | contains(5)) printf("We have a 5");

Answer 5

一般不是。 但是，如果庫沒有創建需要您的擴展的類的實例，並且您能夠修改應用程序中創建類的實例並需要擴展的所有位置，那么您可以使用以下方法：

• 創建一個在所有需要該類實例的地方調用的工廠函數，並返回指向該實例的指針（google for Design Patterns Factory ，...）。
• 使用所需的擴展創建派生類。
• 使工廠函數返回派生類而不是原始類。

例：

    class derivedClass: public originalClass { /* ... */};

    originalClass* createOriginalClassInstance()
    {
         return new derivedClass();
    }

• 當您需要訪問擴展時，您需要將原始強制轉換轉換為派生類。

這大致是如何實現Glen建議的“繼承”方法。 從理論的角度來看，Glen的“具有相同界面的包裝類”方法也非常好，但是具有稍微不同的屬性，使得在您的情況下工作的可能性降低。

Answer 6

有一種方法可以做到。 這是通過放松你的要求一點。 在C ++中，人們經常說類的接口不僅包括其成員函數，還包括在該類上工作的所有函數 。

也就是說，可以將類作為參數賦予的非成員函數應該被視為其接口的一部分。

例如， std::find()或std::sort()是std::vector接口的一部分，即使它們不是類的成員。

如果你接受這個定義，那么你總是可以通過添加非成員函數來擴展一個類。

Answer 7

您無法將方法或數據物理地添加到二進制形式的類文件中。 但是，您可以通過編寫擴展類來向該類的對象添加方法和數據（功能和狀態）。 這不是直截了當的，需要基於元對象協議和接口的編程。 你需要做很多事情才能在C ++中實現這一點，因為它不支持反射開箱即用。 在這種實現中，當您通過原始類對象指針查詢由新擴展類實現的接口時，元對象實現通過元類對象返回該接口指針，該元類對象用於在運行時創建的擴展類。 這是多少可定制（基於插件）的軟件應用程序框架的工作原理。 但是，您必須記住，它需要使用其中描述對象關系的字典為所有類編寫實例化元對象，並為原始和擴展類對象提供正確的接口指針。 Dassault Systemes的CATIA V5是用這種稱為CAA V5的架構編寫的，您可以通過編寫具有所需功能的新擴展類來擴展現有組件。

Answer 8

抱歉，沒有。 一旦你的代碼在obj中，你就無法改變它。 如果可以在VC中完成此操作，則已經支持部分類。 但有一個例外，運算符方法可以使用全局函數進行擴展，就像在STL中實現cout <<一樣。

Answer 9

你當然可以：

template <typename Ext>
class Class: public Ext { /* ... */ };

這並不意味着它是最好的方法。