c++ - Lippman C++入门中的设计模式

我对编程还很陌生，因此请回答是否显而易见的问题。

Lippman，Lajoie和Moo撰写的C ++ Primer（第5版）的15.9节中，涉及编程继承层次结构。它基本上是一个抽象类Query_base，其子类是WordQuery，NotQuery和BinaryQuery，最后一个子类进一步分支到AndQuery和OrQuery。 Query_base层次结构由称为Query的接口类通过指针访问。此设置背后的基本思想是使用复合查询，例如：

Query q = Query("fiery") & Query("bird") | Query("wind")

（这些运算符生成指向Query类型对象的Query_base对象，例如，'&'生成AndQuery，'~'生成NotQuery。

然后可以在文本文档中搜索符合查询规则的行。）

Query_base类如下：

class Query_base {
    friend class Query;
protected:
    virtual ~Query_base() = default;
private:
    virtual QueryResult eval(const TextQuery&) const = 0;
    virtual std::string rep() const = 0;
}

所有Query_base子级都实现eval（）和rep（），因此可以实例化。

Query类的设计如下：

class Query {
    friend Query operator~(const Query&);
    friend Query operator|(const Query&, const Query&);
    friend Query operator&(const Query&, const Query&);
public:
    Query(const std::string&);
    QueryResult eval(const TextQuery &t) const { return q->eval(t); }
    std::string rep() const { return q->rep(); }
private:
    Query(std::shared_ptr<Query_base> query) : q(query) { }
    std::shared_ptr<Query_base> q;

因此，我的理解是该设计具有继承层次结构，然后有一个故意分离的接口。后者照原样从侧面访问前者，而不仅仅是让基类充当接口。

我有两个问题：


没有单独的Query类有什么问题吗？我们能否仅将Query_base类用作层次结构和接口的基础，并摆脱Query类？我认识到Query_base不能，因为它具有纯虚函数，但是可以更改。例如，我不能仅将Query和eval()的rep()函数实现移到Query_base吗？这样做有什么问题吗？ shared_ptr<Query_base>中的Query是否会使事情复杂化并且是分离的基础，如果是，我们是否可以解决该问题？
像这样的层次结构接口分离有多普遍（如果这是思考这一问题的正确方法）？


提前致谢！

最佳答案

如果我们继续实现所有这些运算符和其他子查询类型，则分离的需求变得很明显。让我们想象一下＆运算符的外观。

&运算符应构造一个查询，该查询又应包含其他两个查询。
因此，可以这样定义AndQuery类：

class AndQuery: public BinaryQuery {
public:
     AndQuery(const Query_base& lhs, const Query_base& rhs);
     AndQuery(Query_base&& lhs, Query_base&& rhs);
     ...
     QueryResult eval(const TextQuery& t) override;
private:
     // required members and private methods...
     // two principal members, lhsQuery and rhsQuery for
     // left hand side subquery and light hand side subquery
     // correspondingly are defined in `BinaryQuery`
};

并且，在一个未经优化的简单情况下，AndQuery应该以这种方式执行搜索（eval()）：

QueryResult AndQuery::eval(const TextQuery& t) {
    QueryResult lhsResult = lhsQuery.eval(t);
    QueryResult rhsResult = rhsQeury.eval(t);
    // the resulting ResultSet should include only entries
    // from both result sets
    for(auto it = lhsResult.begin(); it != lhsResult.end(); ++it)
        if (rhsResult.find(*it) == rhsResult::cend())
            it = lhsResult.erase(it);
    // now we can return lhsResult because we have erased all elements from it
    // which weren't in rhsResult
    return lhsResult;
}

其他查询组件子类具有自己的特定实现。反过来，Query有其自己的一组特定方法，例如从字符串构造查询。如果没有纯虚拟的Query_base，我们必须与所有组件子类共享Query的实现细节。另外，我们还必须使这些类对外部用户可见。

通过使用单独的“ interface” Query类，我们为子系统的用户提供了一个清晰易懂的精益接口。