C++類繼承設計選擇

Question

我想知道以下兩個類設計選擇中的一個在性能和/或可維護性方面是否優越，或者其他問題會優於其他問題。

第一種方法：

基類（父）具有私有數據成員和一個純虛擬無效的功能。子類（childA）將參數從其默認構造函數傳遞給父類，並使用父類的getter方法打印出其他值。

第二種方法：

基類（ONCLE）只由一個virual析構函數和純虛方法。子類（侄子）擁有商店作爲私人數據成員的價值，並具有自己的getter函數來執行某些計算。

下面是一些代碼：

#include <iostream> 

class parent{ 
public: 
    parent(int x){ _x = x; } 
    virtual ~parent(){} 
    virtual void calc(void) = 0; 
    int getX(void) { return _x; } 
private: 
    int _x; 
}; 

class childA: public parent{ 
public: 
    childA(int x): parent(x){} 
    void calc(void){std::cout << "x sq: " << parent::getX()*parent::getX() << std::endl;} 
}; 


class oncle{ 
public: 
    virtual ~oncle(){} 
    virtual void calc(void) = 0; 
}; 

class nephewA: public oncle{ 
public: 
    nephewA(int x): _x(x){} 
    void calc(void){std::cout << "x sq: " << getX()*getX() << std::endl;} 
    int getX(void){ return _x; } 
private: 
    int _x; 
}; 

int main(int argc, char *argv[]) 
{ 

    parent *first = new childA(3); 
    parent *second = new childB(3); 

    first->calc(); 
    second->calc(); 

    oncle *foo = new nephewA(3); 
    oncle *bar = new nephewB(3); 
    foo->calc(); 
    bar->calc(); 


    delete bar; 
    delete foo; 
    delete second; 
    delete first; 

    return 0; 
} 

總之：第一種方法就是將重點放在家長和第二子類中。

那麼是否有任何可量化的方面可以幫助我選擇兩種方法之一？

Answer 1

性能：

一般來說，性能問題，在很大程度上取決於編譯器的優化，應該由最好的一個特設的基準來解決。

然而，對於這個簡單的例子，很明顯，這兩種方法的性能應該是相同的：

• 方法1：到calc()每個呼叫是虛擬呼叫（間接函數調用）。該函數調用兩次父代的getX（），這是一個非虛函數調用（即每個calc（）在編譯時知道它必須調用哪個函數）在編譯時完全確定。
• 方法2：對calc()的每次調用也是一個虛擬調用（間接函數調用）。該函數調用對象的getX（）兩次，這是一個非虛函數調用，在編譯時完全確定。

另外，編譯器可以非常容易地在這裏內聯非虛函數。所以優化過的代碼肯定不會調用這個函數，而是直接使用這個變量。

可維護性

你應該問自己多少成員（X /的getX（））真的綁定到其所定義的類，怎麼可能是你的設計的每一個元素可以發展。

• 方法1假設x是管理所有的孩子們以同樣的方式，沒有例外。
  • 如果是這種情況，這種設計具有集中維護的優點。例如，如果明天你需要x變成雙倍，那麼實施這樣的演變將會很順利。
  • 如果這個基本假設會改變，你所要做的就是爲子女定義getX()，它應該有不同的行爲。唯一的缺點是，這些孩子仍然會有一個私人的x，這將保持不被使用。如果你有幾個對象，這不是一個嚴重的問題。如果你在內存中擁有數百萬個這樣的對象，這可能不是最理想的。
• 方法2假設每一個侄子負責管理自己的getX()這是一個非常靈活的設計，尤其是如果有很多不同的規則：
  • 內存管理總是會針對每個侄子。如果一個侄子會例如從另一個值導出x，則不需要存儲冗餘信息。
  • 靈活性也可以有其缺點，特別是如果它不符合現實：它可能需要複製和粘貼許多侄子相同成員的相同定義。這樣的代碼將很難維護（因爲任何chagne to x或getX（）都必須在所有侄子之間被複制）。

結論：

正如你看到的，沒有一個統一的最佳答案。這一切都取決於班級和成員之間的真正關係。

一些例子：

• 如果父母是僱員，孩子及其在工作流程中的作用，x是年齡，我會去的方法1（x是一個真正與母體）。
• 如果oncle是一個抽象的幾何形狀，newphew的具體形狀如方形/三角形/ octogon，並且x是最大寬度，我會爲方法2（x確實綁定到侄子）。