c++ - 带状态的 C+11 策略模式

Question

Strategy Pattern 的例子从书中，Head First Design Patterns , 是用 C++ 编写的 [here] .我正在练习根据 Effective GoF Patterns with C++11 and Boost 将其转换为 C++11 样式如下所示。

嘎嘎行为:

struct Quack {
    static void quack()
    {
        std::cout << __FUNCTION__ << std::endl;
    }
};

struct MuteQuack {
    static void quack()
    {
        std::cout << __FUNCTION__ << std::endl;
    }
};

飞行行为:

struct FlyWithWings {
public:
    static void fly()
    {
        std::cout << __FUNCTION__ << std::endl;
    }
};

struct FlyNoWay {
public:
    static void fly()
    {
        std::cout << __FUNCTION__ << std::endl;
    }
};

Duck 层次结构:

class Duck
{
public:
    typedef std::function<void(void)> QUACK;
    typedef std::function<void(void)> FLY;

public:
    Duck(const QUACK &q, const FLY &f)
        : m_Quack(q), m_Fly(f) {}

    virtual ~Duck()
    {
    }

    void perform_quack()
    {
        m_Quack();
    }
    void perform_fly()
    {
        m_Fly();
    }

protected:
    QUACK   m_Quack;
    FLY     m_Fly;

private:
    Duck(const Duck&) = delete;
    Duck& operator=(const Duck&) = delete;
};

class MallardDuck
    : public Duck
{
public:
    MallardDuck()
        : Duck(&Quack::quack, &FlyWithWings::fly)
    {
    }
};

class PaintedDuck
    : public Duck
{
public:
    PaintedDuck()
        : Duck(&MuteQuack::quack, &FlyNoWay::fly)
    {
    }
};

到目前为止一切顺利，客户端运行良好。

int main()
{
    MallardDuck x1;
    x1.perform_quack();
    x1.perform_fly();

    PaintedDuck x2;
    x2.perform_quack();
    x2.perform_fly();

    return 0;
}

现在我想扩展一个新类 RubberDuck 到 Duck 层次结构，并且 RubberDuck 使用新的飞行行为 FlyWithRocket 具有对象状态。如下:

新的飞行行为:

class FlyWithRocket {
public:
    FlyWithRocket() : m_Energy(3) {}
    void fly()
    {
        if(m_Energy > 0)
        {
            fly_with_rocket();
            --m_Energy;
        }
        else
        {
            fly_out_of_energy();
        }
    }

private:
    void fly_with_rocket()
    {
        std::cout << __FUNCTION__ << std::endl;
    }
    void fly_out_of_energy()
    {
        std::cout << __FUNCTION__ << std::endl;
    }

    unsigned int m_Energy;
};

一个新的 Duck 类型:

class RubberDuck
    : public Duck
{
public:
    RubberDuck()
        : Duck(&MuteQuack::quack, std::bind(&FlyWithRocket::fly, std::ref(m_flyrocket)))
        , m_flyrocket()
    {
    }
private:
    FlyWithRocket m_flyrocket;
};

从现在开始我想知道成员初始化顺序的规则。基础 Duck 在成员 m_flyrocket 之前初始化，但请注意基础 Duck 是使用绑定(bind) m_flyrocket 初始化的还没有初始化。结果，当我在 VS2013 中运行它时，它在运行时没有任何错误。

但是代码真的不安全吗？如果没有，我该如何修改才能获得更好的设计？

Answer 1

它不安全，但除非您调用 m_Fly()，否则不太可能损坏来自基类构造函数。

不过，您可以通过以下任一方式轻松避免这种情况:

1. 为基类构造函数提供一个虚拟的或默认构造的 std::function ，并重新分配 m_Fly到派生类构造函数中的绑定(bind)仿函数

   RubberDuck()
       : Duck(&MuteQuack::quack, std::function<void()>())
   {
       m_Fly = std::bind(&FlyWithRocket::fly, std::ref(m_flyrocket));
   }
   

2. 制作 FlyWithRocket一个仿函数本身(只需将 void fly 重命名为 void operator() )并按值传递它而不是保留私有(private)成员(它将由 m_Fly 函数对象拥有，如果需要，您可以通过 std::function::target<FlyWithRocket>() 访问它)

   class FlyWithRocket {
   public:
       FlyWithRocket() : m_Energy(3) {}
       void operator() () {
   // ...
   
   RubberDuck()
       : Duck(&MuteQuack::quack, FlyWithRocket()) {}