c++ - 关于 C++ 中接口(interface)类的使用

Question

我对 C++ 中接口(interface)类的用法有疑问，但不知道它的名称以及如何搜索它。希望你能帮助我，好心。

我将尝试用一个简单的例子来说明我的问题。

我有 5 种不同的可能对象，例如三角形、正方形、矩形、五边形和六边形。

所有这些对象都有共同的属性，所以我将有一个接口(interface)类Shape。

现在，我想要的是:我将拥有一个 Shape 类对象，并且希望能够将它用作其他 5 个对象之一，因为在运行时进行了选择。

所以我做了类似下面的事情:

class Shape 
{
public:

    virtual int getArea()=0;

    virtual void setWidth(int w)
    {
        width = w;
    }

    virtual void setHeight(int h)
    {
        height = h;
    }


protected:
    int width;
    int height;
};



class Triangle: public Shape
{
public:

    int getArea()
    { 
        return (m_Width * m_Height)/2; 
    }

};

class Rectangle: public Shape
{
public:

    int getArea()
    { 
        return (m_Width * m_Height); 
    }

};

使用时，我只想创建一个Shape 的对象，并用其中一个派生类对其进行初始化。因此，从那时起，我希望它的行为像该对象的实例一样:

void main(){

 Shape* shape;

 std::string shapeType;

 std::cout<<"Enter Shape Type: triangle or rectangle."<<std::endl;

 std::cin>>shapeType;


 if (shapeType == "triangle")
     shape = new Triangle();
 else if (shapeType == "rectangle")
     shape = new Rectangle();


 shape->setWidth(5);
 shape->setHeight(7);

 std::cout<<shape->getArea()<<std::endl;


}

到这里没问题。问题从这里开始。这些派生类可能有不同的属性、方法。当我将这些方法添加到它们自己的类时，shape 对象无法(正确地)访问它。可以使用的另一种方法是将新的派生对象转换为形状对象，例如:

Triangle* triangle = (Triangle*)shape;
// now I can access own attributes of Triangle object.

但这并不是你想的那样处理它的好方法。除此之外，我只知道一种方法迫使我将所有这些属性写入 Shape 类并在需要的派生类中实现它们，如果不需要其他类，则将其实现为空。

对于这个问题，你有什么好的解决办法吗？我敢肯定会有，但我对这个主题没有那么多经验，所以希望你有一个适合我想要的解决方案。

提前致谢。

Answer 1

首先，您的Shape 不是接口(interface)，而是基本实现类。将它们分开。

接口(interface)是一个只有纯虚方法和虚析构函数的抽象类:

struct IShape
{
    virtual int getArea() =0;
    virtual void setWidth(int w) =0;
    virtual void setHeight(int h) =0;
    // without virtual destructor you cannot
    // properly destroy object through IShape pointer
    virtual ~IShape() {}
};

现在让我们编写基本实现:

class CShapeBaseImpl : public IShape
{
public:
    void setWidth(int w) override { width_ = w; }
    void setHeight(int h) override { height_ = h; }
protected:
    int width_ = 0;
    int height_ = 0;
};

在大多数情况下，您希望创建一些具体的对象并仅通过它的界面来使用它。通常是通过 abstract factory pattern 完成的:

std::unique_ptr<IShape> CreateTriangle( int a, int b, int c )
{
    auto triangle = std::make_unique<Triangle>(a,b,c);
    // there you can work with it as Triangle
    return triangle;
}

CreateTriangle 返回后，最好忘记它是 Triangle。现在是 IShape。