设计模式：功能模式 I ("do what I want" named by Bobb)

在平常工作中，用过很多设计模式，但是今天我要描述的应该是被我用的最多的，因为它的抽象功能很强大，在很多场合都可以被用上。有趣的是，这种设计模式又有很多种变形，这些变形可以用于不同的平衡策略。下面我们来一一讲解它们。

 

1. Problem(问题）

如果我们想要给某个类加上计数功能，这个功能可以使我们很轻易的知道，这个类当前有多少实例。我想很多人都会知道怎么做:

class myClass{

private:

    static unsigned int mCurrentNum; <==== key: static



public:

    myClass() { ++mCurrentNum; }

    ~myClass(){ --mCurrentNum; }



    static unsigned int howMany() { return mCurrentNum; }

};

嗯，看样子给一个类加上这样的功能还蛮容易的。

如果在一个软件中，你需要给50，甚至上百个类都添加这样的功能，你还愿意这么做吗？哦，no。这个工作量是不可想想的。

 

那我们就要考虑了，有什么办法能把这个功能打包，然后需要这个功能的类，只要通过一种很容易的接口就可以获得这个功能呢？（一个合格的程序员，不仅仅是要把工作完成，而且要漂亮的完成。不为别人，就为我们干这行）

 

注：这里我们忽略拷贝构造和赋值。因为在实际应用中，一般是不会用到他们的。如果需要我们可以添加。

 

2. requirements （需求）

与设计类库一样，我们做这种基础设施的设计，其接口设计必须满足如下规范：

a. 易于使用 ： 我们的接口必须设计成易于使用，我们内部的复杂度，客户是不关心的。所以我们要把复杂度隐藏起来（对客户）。为什么要这样？这样我们的客户才愿意使用你设计的类库或者基础设施。否则别人肯定会另起炉灶，而拒绝使用你提供的东西。或者在你提供的东西上包装一层。这都不是我们想要的，如果他能包装，我们为什么不提供包装好的东西？

b. 效率： 我们必须考虑空间和时间上的成本。尽量不增加不必要的额外成本。（但这不是最重要的，第一条才是我们最需要优先考虑的）

另外一个需求是，我们必须找到一种语言特性，能够为客户类自动生成一个静态变量，并在构造是自增，析构时自减。下面我们将会看到，有哪些方法可以做到这点。

3. implementation （实现）

1) Solution-1 (方案一）公共继承

继承是很多人，特别是c++初学者最喜欢用的复用方法（我也喜欢用 :))，所以这里把它排在第一位。

如果使用继承，那就意味着我们有一个基类，被不同的类继承时，能为自动生成一个静态变量。什么语言特性可以做到这点？template。对，就是它。下面我们来看看如何实现：

template<class T>
class Counter{
public:
    Counter() { ++count; }
    ~Counter(){ --count; }

    static unsigned int howMany() { return count; }
private:
    static unsigned int count;
};

只要我们为这个类指定一个不同的模板参数，它就会为我们生成一个新的类，这个新类的所有成员都是独立的。

下面让我们来看看，我们是如何使用它的：

class myClass:public Counter<myClass> {

.....

};

就这么简单，只要一个继承就可以了。你如果向你的同事推销这个功能类，我觉得没人有理由拒绝它。如果有一千个类需要这个功能，你这么简单的一个基类，为大家减少的工作量，可想而知。

什么？你问我这个为什么能工作，好吧。我建议你去学习一下C++模板。你也许很奇怪，为什么我的myClass可以继承于一个以我自己为模板参数的基类。呵呵，它就是可以，而且你也看到了，其实这个模板参数并没有什么作用，只是告诉编译器，为我生成一个特别的独立的类，并拷贝这个模板中的所有成员。

好的，到这里，我想很多人会激动，因为他们学了一个新招，跃跃欲试。但是到了现实世界中，我们会碰到很多困扰，比如说如下情况：

class baseClass;

class myClass:public baseClass{
......
};

如果你把那个counter类用在这个myClass中的时候，肯定会有人质疑你，说：no，我们不可以用多重继承，它会为我们引起麻烦。你会怎么回答？有没有立即感到沮丧？

别，现实和理想是有差距，但是差距并不像我们想象的那么大。你告诉他：我们的基类里面没有任何数据成员，你可以安全的用它，它不会为你带来麻烦的。

如果你的资历比较浅，而别人又用头衔压你，说你不能这么做，不能用多重继承。好吧，那么我们可以考虑如下方法：

class myClass:public baseClass {
public:
    .....
    static unsigned int howMany()
    { return Counter<myClass>::howMany(); }

private:
    ....
    Counter<myClass> mPrivateCounter;
};

 

看，我们也可以用内嵌的方式同使用这个模板类。但是我们需要多写一些代码。如果我们还是想用一行代码解决问题，应该怎么做呢？

下回分解。