条款35：考虑virtual函数以外的其他选择

1、考虑virtual函数以外的其他选择是什么意思？

大多时候，我们会自然而然的想到使用virtual手法来塑模现实中的类。但是，实际上也有别的方案可以替代virtual手法的，即：考虑virtual函数以外的其他选择。下面介绍的便是几种可以替代virtual的方案。

2、第一种方案：通过Non-Virtual Interface (NVI)手法实现Template Method 模式

(1)Non-Virtual Interface 是Template Method 设计模式的一个独特的表现形式。

class GameCharacter {
public:
    //1、派生类不可改变的算法骨架
    int healthValue() const
    {
        ...//做一些事前工作
        int retVal = doHealthValue();//核心点
        ...//做一些事后工作
        return retVal;
    }
private:
	//2、派生类可以改变的算法细节
    virtual int doHealthValue() const //derived class 可以重新定义它。
    {
        ...//缺省计算，计算健康指数
    }
};

(2)这里把non-virtual的函数 healthValue()称为doHealthValue()函数的外覆器。

这个实现方法的优点：可以在核心点前做准备工作，和核心点后做善后工作。

(3)关于对派生类对象中重新定义 private virtual函数的担心

• 派生类有权利决定实算法的某一步的具体细节
• 派生类无权决定派生类实现的步骤和时机(这些由基类决定。)
• 这是合情合理的，因此不必担心。

(4)virtual函数的访问控制

• NVI手法中，virtual函数可以是private的
• NVI手法中，virtual函数也可以是protected的。这样的写法使得派生类可以调用其父类中的对应的函数。
• NVI手法中，virtual函数不可以是public的。

注意：准备工作可以是：锁定互斥器、验证class约束条件、验证函数先决条件等等。善后工作可以是：解除互斥器锁定、验证函数的事后条件、再次验证class约束条件等等。

3、第二种方案：通过Function Pointers完成Strategy模式

(1)具体做法

在游戏角色类中添加一个指针，指向一个计算健康指数的函数。

(2)优点

通过Funtion Pointers完成Strategy与使用virtual函数实现的比较：

• 同一人物类型的不同实体可以有不同的健康计算函数。
• 某个已知人物的健康指数极端函数可以在运行期变更。

4、第三种方案：通过tr1::function完成Strategy模式(使用函数对象，而不是使用函数指针)

(1)实现方法：

上面的方法是让游戏角色类拥有一个指向函数的指针。而这个方案是让游戏角色类拥有一个像函数一样的函数对象。

(2)优点：

• 这种方案比上述方案的效果更好，因为函数对象允许我们做的事更多。可以调用任何兼容函数计算健康指数。

5、第四种方案：传统的Strategy模式

(1)传统的Strategy的做法是：

• 设计一个游戏角色类的继承体系，其中可以派生多个类。并且在其基类中包含一个指向计算健康指数类的指针。
• 将计算健康指数设计成一个继承体系，其中可以派生多个类。

(2)优点：

• 设计模式容易辨认。
• 增加新的健康指数计算类比较容易，只需要在健康指数继承体系中派生一个新的计算类即可。

6、二、三、四方案存在的问题

(1)实现方案存在的问题

实际上也就是说，健康指数计算函数不再是游戏角色类的成员函数了，这也意味着他们不能直接访问游戏角色类的成员了。

(2)解决上述问题的方法：

弱化游戏角色类的封装，这也是这种替代方案的缺点，这是下面Strategy设计模式都要需要面临的问题。
方案一：游戏角色类可以将该函数声明为友元。
方案二：将游戏角色类的某些成员声明为public。

(3)三种方案的缺点

弱化了封装。