c++ - 生成器模式 : making sure the object is fully built

Question

例如，如果我设置了一个构建器，那么我可以像这样创建对象:

Node node = NodeBuilder()
            .withName(someName)
            .withDescription(someDesc)
            .withData(someData)
            .build();

如何确保用于构建对象的所有变量都已在构建方法之前设置？

例如:

Node node = NodeBuilder()
            .withName(someName)
            .build();

不是一个有用的节点，因为还没有设置描述和数据。

我使用构建器模式的原因是因为没有它，我需要大量的构造器组合。例如名称和描述可以通过Field对象来设置，数据可以通过文件名来设置:

Node node = NodeBuilder()
            .withField(someField) //Sets name and description 
            .withData(someData) //or withFile(filename)
            .build(); //can be built as all variables are set

否则将需要 4 个构造函数(字段、数据)、(字段、文件名)、(名称、描述、数据)、(名称、描述、文件名)。当需要更多参数时，情况会变得更糟。

之所以使用这些“方便”的方法，是因为要构建多个节点，所以省去了很多重复的行，比如:

Node(modelField.name, modelField.description, Data(modelFile)),
Node(dateField.name, dateField.description, Data(dateFile)),
//etc

但在某些情况下，需要使用不是来自文件的数据构建节点，和/或名称和描述不是基于字段。也可能有多个节点共享相同的值，所以不是:

Node(modelField, modelFilename, AlignLeft),
Node(dateField, someData, AlignLeft),
//Node(..., AlignLeft) etc

你可以拥有:

LeftNode = NodeBuilder().with(AlignLeft);

LeftNode.withField(modelField).withFile(modelFilename).build(),
LeftNode.withField(dateField).withData(someData).build()

所以我认为我的需求非常符合构建器模式，除了构建不完整对象的能力。由于上述原因，“在构造函数中放置必需参数并为可选参数具有构建器方法”的常规建议在这里不适用。

实际问题:如何确保在编译时调用 build 之前已设置所有参数？我正在使用 C++11。

(在运行时我可以为每个参数设置一个标志位，并断言所有标志都在构建中设置)

或者是否有其他模式来处理大量构造函数组合？

Answer 1

免责声明:这只是一个快速的镜头，但我希望它能让你了解你需要什么。

如果您希望这是编译器时错误，则编译器需要了解当前在构造的每个阶段设置的参数。您可以通过为当前设置的每个参数组合使用不同的类型来实现这一点。

template <unsigned CurrentSet>
class NodeBuilderTemplate

这使得设置参数成为 NodeBuilder 类型的一部分； CurrentSet 用作位域。现在每个可用参数都需要一点:

enum
{
    Description = (1 << 0),
    Name = (1 << 1),
    Value = (1 << 2)
};

您从没有设置参数的 NodeBuilder 开始:

typedef NodeBuilderTemplate<0> NodeBuilder;

并且每个 setter 都必须返回一个新的 NodeBuilder，并将相应的位添加到位域:

NodeBuilderTemplate<CurrentSet | BuildBits::Description> withDescription(std::string description)
{
    NodeBuilderTemplate nextBuilder = *this;
    nextBuilder.m_description = std::move(description);
    return nextBuilder;
}

现在您可以在 build 函数中使用 static_assert 来确保 CurrentSet 显示设置参数的有效组合:

Node build()
{
    static_assert(
        ((CurrentSet & (BuildBits::Description | BuildBits::Name)) == (BuildBits::Description | BuildBits::Name)) ||
        (CurrentSet & BuildBits::Value),
        "build is not allowed yet"
    );

    // build a node
}

当有人试图在缺少某些参数的 NodeBuilder 上调用 build() 时，这将触发编译时错误。

运行示例:http://coliru.stacked-crooked.com/a/8ea8eeb7c359afc5