(原创)c++11改进我们的模式之改进表驱动模式

所谓表驱动法(Table-Driven Approach),简单讲是指用查表的方法获取值。表驱动是将一些通过较为复杂逻辑语句来得到数据信息的方式，通过查询表的方式来实现，将数据信息存放在表里。对于消除长的switch-case和if-else-if语句来说很有效，比如下面的代码：

string GetDayName(int day)
{
string dayName;
if(day==1)
  {
   dayName="星期一";
 }
 else if(day==2)
  {
   dayName="星期二";
 }
 else if(day==3)
  {
   dayName="星期三";
 }
else if(day==4)
  {
   dayName="星期四";
 }
else if(day==5)
  {
   dayName="星期五";
 }
 else if(day==0)
  {
   dayName="星期日";
 }
}

这样的主要问题是：

• 代码太长，逻辑重复，圈复杂度高；
• 可维护性低，当新增一个流程分支时就要添加一个判断语句。

通过表驱动就一两条语句就可以代替上面长长的if-else语句。

string GetDayName(int day)
{
string dayNames[] = {"星期日","星期一","星期二","星期三","星期四","星期五","星期六"};
return dayNames[day]
}

这样不仅代码看起来简明，而且后面如果增加新的数值的话维护起来也更简单、方便。

表驱动法虽然对于消除长的if-else语句、提高代码质量很有用，但是一般的表驱动难以重用，即这个类的表驱动难以被其它类的表驱动所重用，因为其它类的表驱动逻辑和当前类的逻辑并不一定相同，具体来说是逻辑分支的函数不尽相同，这个问题导致表驱动模式的实现不够通用。

如果要做一个通用的表驱动模式就会面临两个问题，第一个问题是如何在表中注册各种类型的执行函数，这些执行函数形参不尽相同，用function是不行的，因为function的类型在一开始就定下来了；第二个问题是表找到了相应的执行函数之后调用该函数的问题，因为每个函数的形参不尽相同，如何以一种统一的方式去调用也是一个问题；问题二比较好解决，用c++11的可变模板参数即可；问题一需要通过类型擦除来解决，这要用到前面2.3.5节中实现的any做这个事情。c++11版本的表驱动模式，支持各种类型的key，执行函数支持普通函数、函数对象、lamda表达式和成员函数。

c++11之前写一个通用表驱动模式面临两个问题，第一个问题是如何在表中注册各种类型的执行函数，这些执行函数形参不尽相同，用function是不行的，因为function的类型在一开始就定下来了；第二个问题是表找到了相应的执行函数之后调用该函数的问题，因为每个函数的形参不尽相同，如何以一种统一的方式去调用也是一个问题；问题二比较好解决，用c++11的可变模板参数即可；问题一需要通过类型擦除来解决，这要用到boost::any做这个事情。c++11版本的表驱动模式，支持各种类型的key，执行函数支持普通函数、函数对象、lamda表达式和成员函数。

上代码：

#include <functional>
#include <type_traits>
template<typenameKey>
class TableDriver
{
public:
    template<typename... Args, typenameFunc>
    void Register(Key&&key, Func&&func)
    {
        //typedef decltype(std::declval<Func>()(std::declval<Args>()...)) rettype;
        typedeftypename std::result_of<Func(Args...)>::typerettype;
        auto f = std::function<rettype(Args&& ...)>([=](Args&& ... args){return func(std::forward<Args>(args)...); });
        m_map[key] = f;
    }

    template<typenameR = void, typename... Args>
    R Execute(Key&&key, Args&&... args)
    {
        auto it = m_map.find(key);
        if (it == m_map.end())
            return (R)nullptr;

        auto f = it->second.AnyCast<std::function<R(Args&& ...)>>();
        return f(std::forward<Args>(args)...);
    }

    //不带参数的执行
    template<typenameR>
    R Execute(Key&&key)
    {
        auto it = m_map.find(key);
        if (it == m_map.end())
            return (R)nullptr;

        auto f = it->second.AnyCast<std::function<void()>>();
        return f();
    }

private:
    std::map<Key, Any> m_map;
};

 

测试代码：

struct MyStruct2
{
	void g(int x)
	{
		cout<<x<<endl;
	}

	void g1()
	{
		cout<<2<<endl;
	}
};

struct MyStruct3
{
	void operator()(int x) const
	{
		cout<< x +1<<endl;
	}
};

void TestTbDriver()
{
	TableDriver<int> dv;
	auto f = [](int a, int b){cout<<a+b<<endl;}; 
	auto fuc = [](int a){cout<<a<<endl;};
	auto fuc1 = [](){cout<<1<<endl;};

	dv.Register<decltype(f),int,int>(1, f); //带参数的lamda表达式
	dv.Register<decltype(fuc), int>(2, fuc);
	dv.SimpleRegister<decltype(fuc1)>(22, fuc1); //不带参数的lamda表达式
	
	MyStruct2 st2;
	dv.Register<int>(4, &st2, &MyStruct2::g); //带参数的成员函数
	MyStruct3 st3;
	dv.Register<decltype(st3), int>(11, st3); //函数对象
	dv.SimpleRegister(44, &st2, &MyStruct2::g1); //不带参数的成员函数

	int a=3,b=4;
	dv.Execute(2, a);
	dv.Execute(1, a, b);
	dv.Execute(22);
	dv.Execute(44);
	dv.Execute(11, a);
}

 

structTdd
{
    int Test(intx)
    {
        returnx + 2;
    }
};

void TestDriver()
{
    TableDriver<string> dv;
    dv.Register("aa", []{cout <<"aa test;"<< endl; });
    dv.Execute("aa");

    int y = 0;
    dv.Register<int, int>("aa", [](inta, intb){returna + b; });
    auto t = dv.Execute<decltype(y)>("aa", 3, 4);

    Tdd a;
    dv.Register<int>("aa", [&a](intx){return a.Test(x); });
    auto t1 = dv.Execute<int>("aa", 3);

    dv.Register<string>("aa", [](stringx){returnx; });
    auto t2 = dv.Execute<string>(std::move(string("aa")), std::move(string("test")));
}

 

测试结果：

 

/**********************做一个更新，对代码进行简化和优化，更少的代码，并且可以带返回值了 **********************/

代码中用到的Any就是博客：http://www.cnblogs.com/qicosmos/p/3420095.html 中的Any

#include "Any.hpp"

template<typename Key>
class TableDriver
{
public:
template<typename... Args, typename Func>
void Register(Key && key, Func&& func)
{
//typedef decltype(std::declval<Func>()(std::declval<Args>()...)) rettype;
typedef typename std::result_of<Func(Args...)>::type rettype;
auto f = std::function<rettype(Args && ...)>([=](Args && ... args){return func(std::forward<Args>(args)...); });
m_map[key] = f;
}

template<typename R = void, typename... Args>
R Execute(Key && key, Args&&... args)
{
auto it = m_map.find(key);
if (it == m_map.end())
return (R)nullptr;

auto f = it->second.AnyCast<std::function<R(Args && ...)>>();
return f(std::forward<Args>(args)...);
}

//不带参数的执行
template <typename R>
R Execute(Key && key)
{
auto it = m_map.find(key);
if (it == m_map.end())
return (R)nullptr;

auto f = it->second.AnyCast<std::function<void()>>();
return f();
}

private:
std::map<Key, Any> m_map;
};

测试代码：

struct Tdd
{
int Test(int x)
{
return x + 2;
}
};

void TestDriver()
{
TableDriver<string> dv;
dv.Register("aa", []{cout << "aa test;" << endl; });
dv.Execute("aa");

int y = 0;
dv.Register<int, int>("aa", [](int a, int b){return a + b; });
auto t = dv.Execute<decltype(y)>("aa", 3, 4);

Tdd a;
dv.Register<int>("aa", [&a](int x){return a.Test(x); });
auto t1 = dv.Execute<int>("aa", 3);

dv.Register<string>("aa", [](string x){return x; });
auto t2 = dv.Execute<string>(std::move(string("aa")), std::move(string("test")));

}