D以非耦合的方式向类中添加功能

Question

我编写了一个名为Container的类，它处理层次结构（对类用户可见），并将它们内部转换为平面数组。所以对于Container的外部来说，它看起来像Containers的层次结构，每个都有父节点和子节点。

这个功能我想添加到某些类。例如Widget类，它必须具有由Container定义的相同功能。

我可以让Widget继承Container。容器现在被定义为一个具有this（），数据成员，成员函数，不变式和unittests的类。 Container包含一个Containers数组，因此设计中有一个错误：如果Foobar也继承Container并且我们将Foobar项添加到Widget的容器​​？这一定是被禁止的。它们确实共享相同的基类，但它们具有根本不同的目的......它们似乎共享一些功能。

将Container定义为接口是不可能的，因为它包含数据成员（并且不能解决问题）。既然我们也有这个（）函数（或者如何解决这个问题？），所以既没有将容器定义为mixin也没有。 mixin中的函数的可见性属性也不起作用。另外，我不能通过Widget类的this参数，因为它需要是平面数组的第一个元素。

我想过放弃集装箱一个模板参数，告诉它这是什么样的容器：

abstract class Container(T) 
{ 
    ... 

    T[] elements; 
} 

class Widget: Container!Widget 
{ 
} 

这给出了一个错误：类容器.__ unittest2.Widget基类向前集装箱引用。

你将如何实现这一点？我还可以在Container中添加检查，以确保在添加子项时，它具有与父项相同的类型。但我该如何检查？

abstract class Container 
{ 
    void add(Container child) 
    { 
     // pseudo-code 
     assert (is(getFirstDerivedType(this) == getFirstDerivedType(child))); 

     ... 
    } 

    ... 

    Container[] elements; 
} 

---

编辑： 即使代码的第一块不发出错误信号，它仍然没有真正解决问题。由于只允许一个基类，因此我不能随意添加更多功能。其他人需要成为接口，这是根本不同的东西。接口确保派生类中具有某些功能，但它们本身不添加功能。

这应该是用（模板）mixin来解决的。但mixin不能将代码添加到构造函数中（只有在未定义时才进行替换），不能将代码添加到不变量（定义多次不变），不能指定成员函数可见性或使用其他类/结构特定关键字...

Answer 1

我认为你是以这种错误的方式去做的。您试图从内部向各种类添加功能，而从外部添加功能会更有意义，即扩展它们。

Container应该包含Widget，而不是其他方式。然后，您可以使用alias this将非容器调用转发给包含的Widget。

事情是这样的：

import std.stdio; 

class Container(T) 
{ 
public: 
    this(T elem) { m_this = elem; add(this); } 
    void add(Container elem) { m_elems ~= elem; } 

    alias m_this this; 

private: 
    T m_this; 
    Container m_elems[]; 
} 

class Widget 
{ 
public: 
    this(int x) { this.m_x = x; } 
    int foo() { return m_x; } 
    int m_x; 
} 

alias Container!Widget CWidget; 

void main() 
{ 
    CWidget w1 = new CWidget(new Widget(1)); 
    CWidget w2 = new CWidget(new Widget(2)); 

    w1.add(w2); 
    writeln(w1.m_x); 
    writeln(w1.foo()); 
} 

注意如何你仍然可以通过调用w1.m_x和w1.foo()使用w1像Widget。

Answer 2

更新：我不确定你的例子与这个问题有什么关系。 D不允许在修改类之外向类添加功能。

继承不允许扩展基类的功能，只能修改它。

Mixin只允许您“混合”预定义的功能。同样，你不能用它修改现有的类。

你没有看过的一个选项是“别名”。这会创建一个构图关系，这又不允许修改现有的类或者包含它的构造关系。

---

import std.stdio; 

struct B 
{ 
    int p, q, r, s; 
} 

struct A 
{ 
    B b; 
    alias b this; 

    void foo() { 
     p = 6; 
    } 
} 

void main() 
{ 
    A a; 
    a.foo(); 

    writeln(a.p); 
} 

---

或者，也许我们需要的是做一些代码生成和使用字符串混入。

而最后一个选项是改变你的设计。不是创建一个修改不变量/构造函数和类似对象的混合，而是创建一个混合，该混合提供可以由类的实现者调用的函数。 “混入MyContainer模板，然后在你的不变中调用TestMe。”

评论上发言：

there is one fault in the design: what if Foobar also inherits Container and we add Foobar items to the Widget's container? That must be forbidden.

然后不要把集装箱的集装箱阵列。

class Widget { 
    Widget[] elements; 
} 

注意，在你的例子中使用的模板，即使你这是工作（而且应该），集装箱！（小工具）是不是同一个班集装箱！（SomeClass的）。因此，有效地解决你的问题：

class ContainerWidget { 
    Widget[] elements; 
} 

class ContainerSomeClass { 
    SomeClass[] elements; 
} 

要正确地支持平板阵列，你将不得不创建一个标签的容器类似于标签联合将如何工作。

Answer 3

如果我是你，我会让Container成为一个Widget。无论如何，这就是它在许多现有的GUI工具包中的工作方式，而且确实如此。