c++ - 不同版本设备的代码结构

Question

我正在编写一个“设备驱动程序”(C++14)，它可以处理针对不同版本设备的多个协议(protocol)版本。此设备驱动程序在外部 PC 上运行，它使用基于 HTTP 的协议(protocol)通过以太网与设备通信。所有版本都有共同的功能，但某些功能可能在某些版本的协议(protocol)中是附加的。

下面是一个例子:

class ProtocolBase {
public:
    virtual void reset_parameters() {
        std::cout << "reset parameters" << std::endl;
    }

    virtual void set_parameters() {
        std::cout << "set parameters" << std::endl;
    }
};

class ProtocolV1 : public ProtocolBase
{
public:
    void set_parameters() override {
        std::cout << "set parameters for V1" << std::endl;
    }
};

class ProtocolV2 : public ProtocolBase 
{
public:
    void set_parameters() override {
        std::cout << "set parameters for V2" << std::endl;
    }

    void reset_parameters() {
        std::cout << "reset parameters for V2" << std::endl;
    }

    void do_V2() {
        std::cout << "doing V2" << std::endl;
    }
};

下面是主要:

int main(int argc, char const *argv[])
{
    int version = std::atoi(argv[1]);

    std::unique_ptr<ProtocolBase> protocol = std::make_unique<ProtocolV1>();
    switch (version)
    {
    case 1:
        /* do nothing at the moment */
        break;
    case 2:
        protocol.reset(new ProtocolV2);
        break;
    default:
        break;
    }

    protocol->reset_parameters();

    if(ProtocolV2* p = dynamic_cast<ProtocolV2*>(protocol.get())) { //not sure about this
        p->do_V2();
    }else {
        std::cout << "This functionality is unavailable for this device" << std::endl;
    }
    protocol->set_parameters();
    return 0;
}

我觉得使用 dynamic_cast 并不是最好的方法。期待一些反馈。

编辑:根据@Ptaq666 的回答，我将ProtocolBase 和ProtocolV2 修改为:

class ProtocolBase {
public:
    virtual void do_V(){
        std::cerr << "This functionality is unavailable for this device" << std::endl;
    }
};
class ProtocolV2 : public ProtocolBase 
{
public:
    void do_V() override {
        std::cout << "doing V2" << std::endl;
    }
};

有了这个，就不再需要 dynamic_cast 了，尽管基类必须知道所有的功能。这似乎是目前最好的解决方案。

Answer 1

在选择合适的系统架构时，大多数情况下答案是“这取决于” :)。最舒适的解决方案是引入特定于协议(protocol)的行为ProtocolBase 子类的构造函数

class ProtocolV2 : public ProtocolBase 
{
public:
    ProtocolV2::ProtocolV2(args) {
        // set some params that will determine when do_V2() is called
        // it can be some numeric setting, a callback, or similar
    }
    void set_parameters() override {
        // you can use V2 behavior here maybe?
        std::cout << "set parameters for V2" << std::endl;
    }

    void reset_parameters() override {
        // or here maybe?
        std::cout << "reset parameters for V2" << std::endl;
    }

private:
    void do_V2() {
        std::cout << "doing V2" << std::endl;
    }
};

如果由于某种原因您不能这样做，可以将 do_V2() 保持为公开非虚拟方法，但在将 ProtocolV2 作为指向 ProtocolBase 的指针传递之前调用它到将使用它的系统。当然限制是do_V2只能在外面调用您的系统范围，这可能无法真正解决问题。

另一种选择是将 do_V2() 实际移动到接口(interface):

class ProtocolBase {
public:
    virtual void reset_parameters() {
        std::cout << "reset parameters" << std::endl;
    }
    virtual void set_parameters() {
        std::cout << "set parameters" << std::endl;
    }
    virtual void do_V2() {
        std::cout << "not supported" << std::endl;
    }
};

默认情况下将其实现为“不受支持”的行为。只有 ProtocolV2 会实现这个行为作为协议(protocol)的有效部分。

最后，如果以上都不行，你当然可以按照你的建议使用dynamic_cast。我个人尽量避免 dynamic_cast 因为我的同事肯定会开始滥用它，但在某些情况下，这是一个正确的解决方案。

此外，如果您决定转换指针，请将 std::shared_ptr 与 dynamic_pointer_cast 一起使用，而不是从 unique_ptr 访问原始指针。