C++ 设计 : inheritance and returning opaque handles

Question

我有两个如下所示的界面:

class IThing {
    ...
    virtual IHandle* getHandle(void) = 0;
    virtual void useHandle(IHandle *handle) = 0;
};

class IHandle { ... }

我希望用户能够实现 IThing 和 IHandle。例如，如果用户创建了 MyThing 和 MyHandle，getHandle 应该返回一个指向 MyHandle 的指针，用户稍后可以在 useHandle 中使用。

这会起作用，但我不喜欢这种设计，因为 IHandle 的多个实现可能会在 IThing 的实现之间混淆。同样在 useHandle 中，用户需要显式向下转换为他们的 IHandle 实现。是否有更类型安全的方法来执行此操作？

Answer 1

我不太确定你想设计什么。但这里有一些想法，希望对您有所帮助。

基本原则是从IThing 公开派生的类确实是IThing。因此，您可以用 IThing 做的所有事情，您都可以用 MyThing 做，包括获取 IHandle。

没有设计问题，只要您的 IHandle 派生都遵循相同的原则。这意味着您的东西不应该对特定句柄做出任何假设，反之亦然。

但是，如果您在 MyHandle 的实现中使用假设它与 MyThing 链接(反之亦然)，您将遇到您描述的问题。事实上，您使用的依赖项未在您的类定义中表达。所以是的，你必须使用沮丧。这很不舒服，因为它揭示了设计问题。

由于您的类是多态的，您可以通过使用 dynamic_cast 检查 nullptr 来限制向下转型的风险。但这是一种解决方法，而不是设计改进。

或者，您可以考虑使用模板。它们可以帮助您在编译时链接相关类型。您将获得类型安全性，但您将失去运行时多态性的一些灵 active 。一种示例方法:

template <class IH>
class IThing  {   
public:
    virtual IH* getHandle(void) =0;
    virtual void useHandle(IH *handle) =0;
};

class MyHandle {  };  // to keep it simple, 

class MyThing: public IThing<MyHandle> {}; // instantiation with specific handle

int main() {
    MyThing i; 
    MyHandle *h;
    h = i.getHandle(); 
    ...
 }

此示例中的约束是您不能使用不同的句柄混合使用不同的 IThings。