VC知识库BLOG-huangrg

说明: 这个blog没办法贴图, 完整请见: http://hi.baidu.com/huangrg/blog/item/aa9e46c7feaeebdfd100608c.html
我家有: 老婆, 儿子, 女儿.
我考虑写一个程序模拟她们的生活.
抽象出老婆,儿子和女儿这三个对象,为了易于统一管理和访问这些对象,同时抽象了一些公共基类:Baby.Baby要提供所有可能的接口. 为了把问题简单化，假设老婆主要照顾两个小宝贝和做家务(^-^); 两个小宝贝还小,基本上就是玩.于是我们建立下面的类模型:



根据这个模型，我们可以发现一些不足的地方：

1）抽象接口提供所有子类的行为接口
抽象基类Baby为Wife,Son和Daughter提供了所有的接口，显得比较复杂。
2）子类必须要重写不属于自己的行为
比如儿子比较小，是不参与家务的，但在程序中，Son必须重写Housework(),只是什么都不做。当然，通过某些方式可以避免这问题出现，但同时也会带来其它新问题。
3）增加新的行为比较烦琐
在任何一个类中增加一个新行为，就要在所有的类中做修改。比如，小孩上小学了，老婆不须要照顾小孩了,要上班；同时儿子可能还要踢足球，女儿要课余要学唱歌、舞蹈等。系统不易扩展，增加新功能容易出错；而且会越来越复杂，不易维护。

有必要对设计进行优化，使系统更易扩展和维护。注意以上类结构的特点：Wife、Son、Daughter，这此元素比较稳定；但她们的行为容易变化。
因此我们很自然想到了采用Visitor，建立下面的类模型：

采用Visitor模式重新设计后，基本上消除了以上的不足之处。特别是要增加一个新行为，只要在Visitor层次增加一个新类，不会使系统越来越复杂。下面是针对采用Visitor后的代码实现。
说明：1)代码实现里的Visitor成员函数通过重载机制统一用Visit命名;
2)为编排简单，所有成员函数定义在类声明里实现.

以下是Visitor层次的代码:

struct Visitor
{
virtual void Visit(Wife& wife) = 0;
virtual void Visit(Son& son) = 0;
virtual void Visit(Daughter& daughter) = 0;
};

class BabysatVisitor : public Visitor
{
public:
virtual void Visit(Wife& wife)
{
std::cout << "Wife is taking care of son and daughter.\n";
}

virtual void Visit(Son& son){ }

virtual void Visit(Daughter& daughter){ }
};

HouseworkVisitor也是针对Wife的一个动作，实现和BabysatVisitor类似，略。

class PalyVisitor : public Visitor
{
public:
virtual void Visit(Wife& wife){ }

virtual void Visit(Son& son)
{
std::cout << "Son is playing.\n";
}

virtual void Visit(Daughter& daughter)
{
std::cout << "Daughter is playing.\n";
}
};

以下元素层次的代码:

struct Baby
{
virtual void Accept(Visitor& visitor) = 0;
};

class Wife : public Baby
{
public:
virtual void Accept(Visitor& visitor)
{
visitor.Visit(*this);
}
};

Son和Daughter用同样的方法实现Accept,略.

最后用Family管理她们。

class Family
{
public:

typedef std::multimap BabyMap;

Family()
{
babies_->insert(BabyMap::value_type(new Wife, new WifeVisitor));
babies_->insert(BabyMap::value_type(new Son, new SonVisitor));
babies_->insert(BabyMap::value_type(new Daughter, new DaughterVisitor));
}

void Behave()
{
for (BabyMap::const_iterator it = babies_.begin(); it != babies_.end(); ++it)
it->first->Accept(*it->second);
}
private:
BabyMap babies_;
};

主函数类似:

Family family;

family.Behave();

最后要说明的, 如果经常娶老婆或者经常有小宝宝出生的话,也就说像Wife这些节点容易变化的话, 使用Visitor模式不一定能带来多少好处.
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1. 设计目标
       目标是易使用，高效率，库本身易扩展，提供有限的Socket功能支持。这套库提供同步和异步IO支持，单独提供Select功能。平台暂时支持Win32和Linux2.6。
        易使用主要是提供简单的接口。比如泛化了IO Model(这里IO Model只用于这套库：同步和异步)。
        高效率体现在使用Generic方法实现各个类，整个库没有涉及到虚函数的开销；为了避免异常的开销，这套库泛化错误处理，根据一个模板参数来决定用'return error code' 还是'throw exception'；原本准备泛化IP地址，这样就可以同时支持IP4和IP6，但没有开发IP6程序，所以就暂时不处理这个任务。另外泛化了Socket 的类型。

2. 类结构
        不知道怎么把UML Diagram上传到这里，直接用代码说明。
        class socket_base;
       template
       class basic_socket : public socket_base;
        
        下面和UDP有关的类：
         template
       class basic_datagram_socket : public basic_socket;

        typedef basic_datagram_socket datagram_socket;
        typedef basic_datagram_socket async_datagram_socket;

         下面和TCP有关的类：
          template
        class basic_stream_socket : public basic_socket;

        template
        class basic_acceptor : public basic_stream_socket;
        template
        class basic_connector : public basic_stream_socket;
        template
        class basic_data_stream : public basic_stream_socket;

         typedef basic_acceptor acceptor;
         typedef basic_acceptor async_acceptor;

        还有一个Selector，当须要管理大量套接字，但效率不是很严格的时候，使用Selector可以带来一些好处。另外就是一些辅助类和内部实现类，这里就不列出了。
        和用户调用有关的类结构还是比较简单，我用basic_datagram_socket来解释一下。第一个模板参数：IOModel决定调用者是用同步还是异步IO；第二个模板参数：ErrorHandler决定当产生运行错误时，调用者要库返回错误码还是异常。
        typedef basic_datagram_socket datagram_socket;
        datagram_socket socket;  
这个UDP socket对象用同步IO处理接收和发送，当产生运行时错误的话，就抛出socket_exception。一般用同步IO，效率不是考虑因素，所以抛出异常的方式处理错误。为了方便用户，这套库就typedef  datagram_socket和async_datagram_socket。请看一下，async_datagram_socket的第二个模板参数，用的是return_error_code，这样程序运行的时候具备更高的效率。

3. 典型的使用过程
        以connector为例，看看怎么样使用这套库。
        typedef argus::socket::basic_connector connector;
        data_stream stream;
        try
        {
                  connector conn;     // There can write so: connector conn('local ip', 'local port');
                  if (conn.connect('10.6.2.1', 8888, stream)) 
                 {  
                          // connect successfully
                  } 
        }
        catch (const argus::socket::socket_exception& e)    
        {
                   .....
         }

         using the stream  implement to send and receive data.

         这里还有一些细节须要进一步处理：主要是IO Model的问题，实现起来有点难度。
4. 后话
       目前这套库正针对Win32平台开发(但已经考虑了多平台支持)，开发完了，测试稳定了，我就发布源码和文档，让大家帮忙改进。

        
 

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