情况

我想实现复合模式:

class Animal
{
public:
    virtual void Run() = 0;
    virtual void Eat(const std::string & food) = 0;
    virtual ~Animal(){}
};

class Human : public Animal
{
public:
    void Run(){ std::cout << "Hey Guys I'm Running!" << std::endl; }
    void Eat(const std::string & food)
    {
        std::cout << "I am eating " << food << "; Yummy!" << std::endl;
    }
};

class Horse : public Animal
{
public:
    void Run(){ std::cout << "I am running real fast!" << std::endl; }
    void Eat(const std::string & food)
    {
        std::cout << "Meah!! " << food << ", Meah!!" << std::endl;
    }
};

class CompositeAnimal : public Animal
{
public:
    void Run()
    {
        for(std::vector<Animal *>::iterator i = animals.begin();
            i != animals.end(); ++i)
        {
            (*i)->Run();
        }
    }

    // It's not DRY. yuck!
    void Eat(const std::string & food)
    {
        for(std::vector<Animal *>::iterator i = animals.begin();
            i != animals.end(); ++i)
        {
            (*i)->Eat(food);
        }
    }

    void Add(Animal * animal)
    {
        animals.push_back(animal);
    }

private:
    std::vector<Animal *> animals;
};

问题

你看，为了我对复合模式的简单要求，我最终写了很多相同的重复代码来遍历同一个数组。

可能的宏解决方案

#define COMPOSITE_ANIMAL_DELEGATE(_methodName, _paramArgs, _callArgs)\
    void _methodName _paramArgs                                      \
    {                                                                \
        for(std::vector<Animal *>::iterator i = animals.begin();     \
            i != animals.end(); ++i)                                 \
        {                                                            \
            (*i)->_methodName _callArgs;                             \
        }                                                            \
    }

现在我可以像这样使用它了:

class CompositeAnimal : public Animal
{
public:
    // It "seems" DRY. Cool

    COMPOSITE_ANIMAL_DELEGATE(Run, (), ())
    COMPOSITE_ANIMAL_DELEGATE(Eat, (const std::string & food), (food))

    void Add(Animal * animal)
    {
        animals.push_back(animal);
    }

private:
    std::vector<Animal *> animals
};

问题

有没有办法通过 C++ 元编程使其“更干净”？

更难的问题

std::for_each 已被建议作为解决方案。我认为我们这里的问题是更一般问题的一个具体案例，让我们考虑一下我们的新宏:

#define LOGGED_COMPOSITE_ANIMAL_DELEGATE(_methodName, _paramArgs, _callArgs)\
    void _methodName _paramArgs                                      \
    {                                                                \
        log << "Iterating over " << animals.size() << " animals";    \
        for(std::vector<Animal *>::iterator i = animals.begin();     \
            i != animals.end(); ++i)                                 \
        {                                                            \
            (*i)->_methodName _callArgs;                             \
        }                                                            \
        log << "Done"                                                \
    }

看起来不能用 for_each 代替

后果

看看 GMan 的优秀答案，这部分 C++ 绝对不平凡。就个人而言，如果我们只是想减少样板代码的数量，我认为宏可能是适合这种特定情况的正确工具。

GMan 建议 std::mem_fun 和 std::bind2nd 返回仿函数。不幸的是，这个 API 不支持 3 个参数(我不敢相信像这样的东西被发布到 STL 中)。

为了便于说明，下面是使用 boost::bind 的委托(delegate)函数:

void Run()
{
    for_each(boost::bind(&Animal::Run, _1));
}

void Eat(const std::string & food)
{
    for_each(boost::bind(&Animal::Eat, _1, food));
}

最佳答案

我不确定我是否真的看到问题本身。为什么不是这样的:

void Run()
{
    std::for_each(animals.begin(), animals.end(),
                    std::mem_fun(&Animal::Run));
}

void Eat(const std::string & food)
{
    std::for_each(animals.begin(), animals.end(),
                    std::bind2nd(std::mem_fun(&Animal::Eat), food));
}

还不错。

如果你真的想摆脱(小)样板代码，添加:

template <typename Func>
void for_each(Func func)
{
    std::for_each(animals.begin(), animals.end(), func);
}

作为私有(private)实用程序成员，然后使用:

void Run()
{
    for_each(std::mem_fun(&Animal::Run));
}

void Eat(const std::string & food)
{
    for_each(std::bind2nd(std::mem_fun(&Animal::Eat), food));
}

简洁一点。无需元编程。

事实上，元编程最终会失败。您正在尝试生成以文本方式定义的函数。元编程无法生成文本，因此您将不可避免地在某处使用宏来生成文本。

在下一级别，您将编写函数，然后尝试取出样板代码。 std::for_each 做得很好。当然，正如已经证明的那样，如果您发现 重复太多，也请将其排除在外。

响应评论中的 LoggedCompositeAnimal 示例，您最好的选择是制作类似于:

class log_action
{
public:
    // could also take the stream to output to
    log_action(const std::string& pMessage) :
    mMessage(pMessage),
    mTime(std::clock())
    {
        std::cout << "Ready to call " << pMessage << std::endl;
    }

    ~log_action(void)
    {
        const std::clock_t endTime = std::clock();

        std::cout << "Done calling " << pMessage << std::endl;
        std::cout << "Spent time: " << ((endTime - mTime) / CLOCKS_PER_SEC)
                    << " seconds." << std::endl;
    }

private:
    std::string mMessage;
    std::clock_t mTime;
};

主要是自动记录操作。然后:

class LoggedCompositeAnimal : public CompositeAnimal
{
public:
    void Run()
    {
        log_action log(compose_message("Run"));
        CompositeAnimal::Run();
    }

    void Eat(const std::string & food)
    {
        log_action log(compose_message("Eat"));
        CompositeAnimal::Eat(food);
    }

private:
    const std::string compose_message(const std::string& pAction)
    {
        return pAction + " on " +
                    lexical_cast<std::string>(animals.size()) + " animals.";
    }
};

就像那样。 _{关于lexical_cast的信息.}

关于C++模板元编程功夫挑战(替换一个宏函数定义)，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/3306113/