C ++：根据预处理器指令，用两种不同的可能类型在类图中表示变量

编程问答 2022-08-16

问题描述

我有一个类，该类使用一个变量，根据预处理器指令（#ifdef #else #endif），变量可以具有两种不同的类型。我应该如何干净地表示此变量的类型而不创建另一个UML类图？

解决方法

预处理器技巧与OOP设计

您可以使用预处理器以类似于此示例的方式影响类定义：

class A {
#ifdef X 
    V myvar; 
#else 
    W mywar; 
#endif 
    ...
};

此技巧使用预处理器并使用令牌替换，而不是使用适当的OOP设计来实现相同的结果。

问题的UML方面

UML不知道预处理器，也没有提供很多技巧。在UML中，您需要为等效的OOP构造建模以表达您想要做的事情。可以考虑两个主要方向：

  • 您将为generalization U特长V和W建模。还将A与U的关联建模。这将涵盖您的设计，尽管它更灵活，因为它允许在以下位置选择U运行时。
  • 如果使用带接口的语言，通常会在接口中定义U，而V和W将显示«realization» dependency（带三角形箭头的虚线）。
  • 您将使用UML templates和参数化类型U的绑定为模板建模。

最后一个选项与预处理器最接近，因为它是编译时间。

有关预处理器的C ++替代方法的更多信息

在C ++或其他OOP语言中，可以使用与上述UML构造相对应的C ++实现来实现这种设计。

对于类专业化（C ++），您将具有以下内容：

class U {...};           // a more general type that covers some specializations 
class V:public U {...}; 
class W:public U {...}; 

class A {
    U myvar;  // ???
    ... 
};

不幸的是，由于C ++对象模型和切片的值语义，这通常不能很好地工作。因此，要使其正常工作，您需要参考，指针或对smart_pointer进行操作，例如：

class A {
    unique_ptr<U> myvar;     // smart pointer initialized in construtctor or intejected
    ...
};

这是非常强大的功能，并且允许在运行时进行决定（非常少的性能开销）。但是预处理器是编译时，并且模板还有一个强大的编译时解决方案：

template <class U> 
class TA {
    U myvar; 
    ...
};

然后您可以在代码中使用正确的类型实例化该类：

class TA<V> x,y,z; 
class TA<W> a,b,c;
class TA<int> d,e,f;  // no need to have a subtype relation

您甚至可以使用以下类型的别名使代码更具可读性：

using A = class TA<V>;    // instead of #define X
A x,z;
c++classclassclass-diagrampreprocessorumluml