c++ - 具有公共(public)成员对象的类组合

Question

我正在尝试找出设计我的程序功能的最佳方法。

该程序的主要组成部分是 Camera 类。这个 Camera 对象表示真实相机的程序用户界面，它通过图像采集卡连接到计算机。相机类可以链接到图像采集卡、开始和停止采集，还可以改变/访问许多不同的相机属性。当我说很多时，我指的是超过 250 个独特的命令。通过帧捕获器向物理相机发送串行字符串，向相机发出每个独特的命令。每个命令都可以被认为是三种类型之一。一个操作、一个查询和一个值。

Action 命令是不需要等号的东西，例如“重置”、“打开”、“关闭”

查询是您可以获得但不能设置的东西，它通常与一个值相关联。例如“temperature=?”、“sernum=?”、“maxframerate=?”命令会导致相机发回信息。这些值无法更改，因此“temperature=20”会导致错误。

值是您可以获取和设置的通常与值相关联的东西。例如“framerate=30”和“framerate=?”是两个独特的命令，但我认为基本字符串“framerate”是一个值命令类型，因为它既可以变异也可以访问。

250 个独特的命令可以减少到约 100 个 CameraActions、CameraQuerys 和 CameraValues。在我的 Camera 类中没有 250 个方法，我有一个想法来组合命令对象而不是单独的 setter、getter 和 Action 。命令字符串可以在构造函数中提供，或者用 setter 重置。然后我可以编写一个包含所有可用命令的 CameraCommands 对象，并将其作为公共(public)成员提供给我的相机。

//CameraAction.h =============================================
class CameraAction {
public:
  CameraAction(std::string commandString, SerialInterface* serialInterface);
  void operator()() { _serialInterface->sendString(_commandString); }

private:
  SerialInterface* _serialInterface;
  std::string      _commandString;

}; 


//CameraValue.h =====================================================
class CameraValue {

public:

  CameraValue(std::string commandString, double min, double max, SerialInterface* serialInterface);

  void set(double value)
  {
    if(value > _maxValue) { throw std::runtime_error("value too high"); }
    if(value < _minValue) { throw std::runtime_error("value too low"); }
    std::string valueString = std::to_string(value);
    _serialInterface->sendString(_commandString + "=" + valueString);
  }

  double get()
  {
    std::string valueString = _serialInterface->sendString(_commandString + "=?");
    return atof(valueString.c_str());
  }

private:

  SerialInterface* _serialInterface;
  std::string      _commandString;
  double           _minValue;
  double           _maxValue;

};  


//CameraCommands.h ===================================================
class CameraCommands {

public:
  CameraCommands();
  CameraAction reset;
  CameraQuery  temperature;
  CameraValue  framerate;
  CameraValue  sensitivity;
  //... >100 more of these guys

};


//Camera.h ===========================================================
class Camera {
public:
  Camera();
  CameraCommands cmd;
  void startAcquisition();
  void stopAcquisition();
  void setDataBuffer(void* buffer);
  void setOtherThing(int thing);
};

这样用户就可以做类似的事情:

Camera myCamera;
myCamera.cmd.reset();
myCamera.cmd.framerate.set(30);
myCamera.cmd.sensitivity.set(95);
double temperature = myCamera.cmd.temperature.get();
myCamera.startAcquisition();

等...

这里的主要问题是我公开了公共(public)成员变量，这应该是一个巨大的禁忌。我当前的对象设计是否合乎逻辑，或者我应该简单地实现 250 个 setter 和 getter 以及 100 个以上的 setter 和 getter 来改变最小和最大可设置值。

这对我来说似乎很麻烦，因为还有许多与 Camera 对象关联的 setter/getter 与用户命令无关。用户界面最好为用户提供方法 (cmd) 的范围，以了解某些东西是在相机中发生物理变化，还是只是在编程对象(其他方法)中发生变化。有没有更好的方法来设计我的程序？

Answer 1

您基本上描述了一个有趣的层次结构:

命令 -> 查询 -> 值。

• Command 包含作为命令文本的字符串；它还可以提供一个 protected Send() 方法供其子级调用。
• Query 还包含一个(protected)int 变量(或其他变量)，您可以通过 get() 和/或 operator int() 立即，或 query() 来自相机；
• Value 将 set() 和/或 operator =(int) 命令添加到 Query。

Value 的构造函数(特别是)可以有 min 和 max，正如您所描述的。

Camera 对象可以有多个 public 成员:

class Camera {

private: // Classes that no-one else can have!

    class Command; friend Command;
#include "Camera.Command.inc"

    class Query; friend Query;
#include "Camera.Query.inc"

    class Value; friend Value;
#include "Camera.Value.inc"

public: // Variables using above classes

    Command reset;
    Command open;  // Maybe make this one private, for friends?
    Command close; // Ditto?

    Query temperature;
    Query sernum;
    Query maxFrameRate;

    Value frameRate;

private: // Variables

    SerialPort port; // Allow Command and co. access to this

}; // Camera

这样组织起来，那么:

• 变量的用户不能提出不可能的请求——没有办法做到这一点；
• query() 和 set() 方法隐藏了与物理相机交互的机制。

您会注意到我在 Camera 类的中间添加了 #include "Camera.XXX.inc"。注意:

1. 它不会使 Camera 类与那些子类的定义混淆 - 但 C++ 编译器在您可以使用它们之前需要它们，因此您需要将它们放在那里。如果您想知道他们做了什么，只需打开文件即可!
2. 我给了它们 .inc 扩展名，因为它们“包含”在 .h 文件中:它们不是独立的头文件。