什么是C++程序的NVI機(jī)制

這篇文章主要介紹“什么是C++程序的NVI機(jī)制”，在日常操作中，相信很多人在什么是C++程序的NVI機(jī)制問題上存在疑惑，小編查閱了各式資料，整理出簡單好用的操作方法，希望對大家解答”什么是C++程序的NVI機(jī)制”的疑惑有所幫助！接下來，請跟著小編一起來學(xué)習(xí)吧！

在C++的程序設(shè)計(jì)中有一些設(shè)計(jì)開發(fā)的典型機(jī)制需要整理討論，在此拋磚引玉，為自己做積累，請高人也多多指教。

1.簡介

在標(biāo)準(zhǔn)C++庫中我們可以看到這樣的一個(gè)現(xiàn)象：

6個(gè)公有虛函數(shù)，并且都是std::exception::what()和其重載。

142個(gè)非公有虛函數(shù)。

這樣設(shè)計(jì)的目的何在呢，為什么“多此一舉”的把虛函數(shù)設(shè)置為非公有呢？

這就是NVI機(jī)制要求的：將虛函數(shù)聲明為非公有，而將公有函數(shù)都聲明為非虛——虛擬和公有選其一。

2.機(jī)制分析

程序員常常將基類中的虛函數(shù)公有化，來提供一個(gè)接口的定義（virtual的功勞）同時(shí)提供其實(shí)現(xiàn)（具體的一個(gè)實(shí)現(xiàn)）。

class Base{  public:  virtual void Foo(int){  cout<< "Base's Foo!" << endl;  };  };

問題就出在“同時(shí)”——一個(gè)定義了接口的形式，一個(gè)定義了默認(rèn)的一個(gè)實(shí)現(xiàn)，顯然這樣的設(shè)計(jì)沒有將接口定義和實(shí)現(xiàn)分來。在這個(gè)時(shí)候，我們可以使用模板方法模式的思想：

class Base{  public:  void Foo(){  DoFoo1();  DoFoo2();  }//use DoFooX()  private:  virtual void DoFoo1(){  cout << "Base's DoFoo1" <<endl;  }  virtual void DoFoo2(){  cout << "Base's DoFoo2" <<endl;  }  };  class Derived: public Base{  private:  virtual void DoFoo1(){  cout << "Derived's DoFoo1" << endl;  };  };

函數(shù)Foo定義了接口的形式，而DoFooX()函數(shù)則實(shí)現(xiàn)了對Foo函數(shù)的行為定制，實(shí)現(xiàn)了接口定義和實(shí)現(xiàn)的分離，我們舉一個(gè)例子來說明好處：如果我們希望在Foo中做一下CS（Critical Section）的加鎖解鎖控制：

若我們完成這樣的接口與實(shí)現(xiàn)分離，那么我們的實(shí)現(xiàn)是在基類的接口處添加所需流程即可，子類不需要修改：

class Base{  public:  void Foo(){  cout << "Locking" << endl;  DoFoo1();  DoFoo2();  cout << "Unlocking" << endl;  }//use DoFooX()  private:  virtual void DoFoo1(){  cout << "Base's DoFoo1" <<endl;  }  virtual void DoFoo2(){  cout << "Base's DoFoo2" <<endl;  }  };  class Derived: public Base{  private:  virtual void DoFoo1(){  cout << "Derived's DoFoo1" << endl;  };  };

若不實(shí)現(xiàn)接口與實(shí)現(xiàn)分離，則從基類到子類都需要修改：

class Base{  public:  virtual void Foo(){  cout << "Locking" << endl;  cout << "Base's Foo" << endl;  cout << "Unlocking" << endl;  }  };  class Derived: public Base{  public:  virtual void Foo(){  cout << "Locking" << endl;  cout << "Derived's Foo" << endl;  cout << "Unlocking" << endl;  };  };

注意，當(dāng)且僅當(dāng)子類需要調(diào)用基類的虛函數(shù)時(shí)才將虛函數(shù)設(shè)置為protected（否則沒有權(quán)限），并且NVI機(jī)制不適用于析構(gòu)函數(shù)，對于析構(gòu)函數(shù)，如果設(shè)為公有則應(yīng)該設(shè)置為虛擬（在允許多態(tài)刪除的基類中），否則設(shè)置為私有或者protected的非虛擬形式（不含多態(tài)刪除的基類中）。

帶來的風(fēng)險(xiǎn)：

首先是FBC問題（Fragile Base Class ），下邊是一個(gè)例子：

class Set {  std::set<int> s_;  public:  void add (int i) {  s_.insert (i);  add_impl (i); // Note virtual call.  }  void addAll (int * begin, int * end) {  s_.insert (begin, end); // --------- (1)  addAll_impl (begin, end); // Note virtual call.  }  private:  virtual void add_impl (int i) = 0;  virtual void addAll_impl (int * begin, int * end) = 0;  };  class CountingSet : public Set {  private:  int count_;  virtual void add_impl (int i) {  count_++;  }  virtual void addAll_impl (int * begin, int * end) {  count_ += std::distance(begin,end);  }  };

如果此時(shí)我們在父類中修改了addAll函數(shù)，改為將從begin到end的數(shù)字都調(diào)用一遍add函數(shù)，那么，子類的功能就紊亂了——子類計(jì)數(shù)就會多記錄一倍（因?yàn)樵谧宇愔校琣dd_impl每次都會計(jì)數(shù)一個(gè)，并且addAll_impl也會整體計(jì)數(shù)一次）。所以，為了防止出現(xiàn)FBC，一般一個(gè)公有非虛函數(shù)調(diào)用一個(gè)私有虛函數(shù)。

其次是性能上的考慮，畢竟多了一層函數(shù)調(diào)用。

到此，關(guān)于“什么是C++程序的NVI機(jī)制”的學(xué)習(xí)就結(jié)束了，希望能夠解決大家的疑惑。理論與實(shí)踐的搭配能更好的幫助大家學(xué)習(xí)，快去試試吧！若想繼續(xù)學(xué)習(xí)更多相關(guān)知識，請繼續(xù)關(guān)注億速云網(wǎng)站，小編會繼續(xù)努力為大家?guī)砀鄬?shí)用的文章！