泛型程序设计(Generic Programming) 是建立在
C++的Template机制基础上的一种完全不同于
面向对象的程序设计思维模式,
STL是泛型概念的一套实作
产品。Loki是一个与Boost齐名的
开放源码的C++程序库,它通过一些精巧的
装置为常规C++开发提供了一些很有用的工具。STL非常好用,弹性非常大,效率也很理想。目前几种主流的C++编译器均有相关的STL实现,而个人认为目前非常流行的
Visualc++ 6.0平台中开发文档应用程序时,其文档
序列化的功能非常好用,但由于其序列化能力建立在MFC之上,并不被STL支持,所以,如何既拥有STL的效率及通用性,又保留MFC的序列化能力,便成了
VisualC++ 6.0平台上运用STL
技术开发文档应用程序时不得不面对的一个问题,在这里我就以非常流行的Visual C++ 6.0+SP5平台结合一个假定的例子来介绍一下如何在Visual C++6.0中结合使用STL、Loki及
模板技术来开发一个文档应用的开发历程,希望能对大家有所启发。
示例
先来简单介绍一下我所用到的例子:一个简单的商务进销存基本应用(不必关注细节),它应该包含:职员(Employee)、产品(Product)、仓库(
Storage)、往来单位(Supply)、
帐户(Account)、单据(Bill)等等,由于每种信息均应有唯一
标识,所以我在这里选用STL中的
map来表示如下(为了说明简单起见,我们只列两种):
std::map<size,Employee*> itsEmployees;
//职员表
std::map<size,Product*> itsProducts;
//产品表
..
第一步:实现
我们将以上map放入多(单)文档应用程序的文档类中,很显然,我们必须对每一个表至少提供以下三种最基本的操作:添加新成员函数、删除指定成员函数、获取指定成员函数。
对于添加新成员,我们可以实现如下:
size addAccountMember(Account* e); //添加帐户
{
//获取下一个可用的ID号
size id=getNextAccountID();
itsAccounts[id]=e;
returnid;
}
size addEmployeeMember(Employee* e);//添加职员
{
//获取下一个可用的ID号
size id=getNextEmployeeID();
itsEmployees[id]=e;
return id;
}
..
接下来的删除方法仅有一个size(唯一标识)参数,实现如下:
void delAccount(size ID); //删除指定帐户
{
itsAccounts.erase(ID);
}
void delEmployee(size ID); //删除指定职员
{
itsEmployees.erase(ID);
}
..
获取指定成员的方法如下:
Account* getAccountMember(size ID)
//获取指定帐户
{
return itsAccounts[ID];
}
Employee* getEmployeeMember(size ID) //获取指定职员
{
return itsEmployees[ID];
}
..
另外,我们还要为每一个表提供一个获取下一个可用ID的成员函数:
//获取下一个可用职员号
Size getNextEmployeeID()
{
if(itsEmployees.empty())
return 1;
std::map<size,Employee*>::iterator it=itsEmployees.end();
--it;
return it->first+1;
}
//获取下一个可用帐户号
Size getNextAccountID()
{
if(itsAccounts.empty())
return 1;
std::map<size,Account*>::iterator it=itsAccounts.end();
--it;
return it->first+1;
}
..
第二步:分析
以上实现的确达到了我们的设计目的,但仅从直观上来看我就觉得它应该还有改善的空间,最简单的原因:因为它的命名
混乱,没有通用性,如:
addAccountMember, addEmployeeMember,..
delAccount, delEmployee,..
getAccountMember, getEmployeeMember,..
getNextAccountID, getNextEmployeeID,..
对于同一种功能存在这么多不同名称的函数想起来就让我感到可怕,在我们的这个简单的例子中只对6个表实现了三种功能,我们需要为每个表实现4种不同名称的函数,结果,我们需要记住4*6=24个不同名称的函数及它们所对应的功能,如果,如果我们要对更多的表实现更多的功能..,真的不敢相象我们到底要实现多少个不同名称的函数。我想,不用等到函数接口数量爆炸,我的脑子就先爆炸了。如果能够对同一种功能的函数使用一组相同的名字如:
addMember
delMember
getMember
getNextMemberID
那么,我们的接口名称数量就只与实现的功能多少成常数关系,而与我们要操作的表的个数无关了,整个程序就应该清晰多了。
第三步:改进(重构)
重构是一个最近很流行的程序设计思想,说白了就是对已有程序进行改进,在不改变程序外在行为的前提下对程序结构及设计进行改进,以使程序代码更清晰、程序更健壮、更易于维护。
第一次改进:使用函数重载减少接口名称数量对于添加成员,我们可以直接使用C++的函数重载技术改进如下:
size addMember(Account* e); //添加帐户
{
//获取下一个可用的ID号
size id=getNextAccountID();
itsAccounts[id]=e;
return id;
}
size addMember(Employee* e); //添加帐户
{
//获取下一个可用的ID号
size id=getNextEmployeeID();
itsEmployees[id]=e;
return id;
}
这样一来,消除了对不同表进行操作时调用的函数名称的差异,但我们可以看出,这两个函数的操作逻辑是完全一样的,变化的部分与参数相关,这正是模板技术可以发挥作用的地方,但如何将不同的表添加方法与不同的ID号获取方法及对应的map联系起来呢?
我们再来看删除函数:由于不同表的删除方法均只有一个相同类型的参数size ID,而函数重载必须要有不同的参数列表,所以,要想实现一个void delMember(size ID)分别对应不同的表的删除操作好象是不可能的,getMember(size ID)方法也是一样,它对不同的表操作虽然有不同的返回值,但参数也是一样的,所以,也不能运用C++内的函数重载方法来实现函数接口命名的一致化。而获取下一个可用ID的函数方法甚至连参数都没有,怎么办呢?看来我们没有办法了。
幸运的是,Andrei Alexandrescu在他的《 C++设计新思维――泛型编程与设计模式之应用》一书中为我们提供了一种解决办法: Type2Type――它是一个可用于代表参数类型,以让你传递给重载函数的轻量级的ID,其定义如下:
Templat