c++ - 如何实现一个支持模板协变的泛型工厂？

Question

如何在 C++14 中实现一个支持模板协变的泛型工厂？

我想实现这样的目标:

std::shared_ptr<Factory<BaseClass>> factory = 
    std::make_shared<Factory<DerivedClass>>();

auto x = factory->create(arg1, arg2, arg3);

请注意，在 factory->create 中，您可以将任何参数传递给 DerivedClass构造函数。可以假设 BaseClass构造函数和 DerivedClass是相同的。

---

为了避免 XY 问题，我需要它的原因是我想使用依赖注入(inject) (boost::di) 来实现最大的可测试性。

例如，如果有一个类 A创建 Socket实例，我希望它依赖于 Factory<ISocket>服务。在实际代码中，我会注入(inject) Factory<Socket> ，在测试代码中，我将注入(inject) Factory<Mock<ISocket>> ，所以我可以测试 A类而不实际创建一个真正的套接字。

---

这是我目前的尝试:

template <typename T>
struct BaseFactory {
    virtual std::unique_ptr<T> create() = 0;
};

template <typename TInterface, typename TImplementation>
struct Factory : public BaseFactory<TInterface> {
    virtual std::unique_ptr<TInterface> create() override {
        return std::make_unique<TImplementation>();  
    }
};

目前的用法是这样的:

std::shared_ptr<BaseFactory<ISocket>> factory = 
    std::make_shared<Factory<ISocket, Socket>>();

auto x = factory->create();

虽然不理想(您需要在 Factory 中指定基类)，但这种用法对我来说很好并且有效。

接下来我需要添加的是对构造函数参数的支持。我尝试将可变参数模板添加到 create :

template <typename ...TArgs>
virtual std::unique_ptr<T> create() = 0;

...但看起来您不能在模板中使用虚拟方法。

---

• 我的方向是否正确？
• 如果是，我应该如何在我的实现中添加对构造函数参数的支持？

谢谢!

Answer 1

好的，我找到了一个解决方案，但它并不完美:

template <typename T, typename ...TArgs>
struct BaseFactory {
    virtual std::unique_ptr<T> create(TArgs&&... args) = 0;
};

template <typename TInterface, typename TImplementation, typename ...TArgs>
struct Factory : public BaseFactory<TInterface, TArgs...> {
    virtual std::unique_ptr<TInterface> create(TArgs&&... args) override {
        return std::make_unique<TImplementation>(std::forward<TArgs>(args)...);
    }
};

using ISocketFactory = BaseFactory<ISocket, int>;
using SocketFactory = Factory<ISocket, Socket, int>;

int main() {
    std::shared_ptr<ISocketFactory> socket_factory = 
        std::make_shared<SocketFactory>();

    std::unique_ptr<ISocket> socket = socket_factory->create(1234);
    socket->read();
    socket->write();
}

想法是在 BaseFactory 和 Factory 模板中传递实现类的构造函数参数。在这种情况下，Socket 构造函数应该类似于:

Socket(int n);

你知道如何优化它吗？ (更少样板代码)