例子1:负载监视器,如何在一个程序中实现对这些不同条件的适应呢?

int main()
{
WindowDisplay display;
Monitor monitor(&display);
while(running())
{
monitor.getLoad();
monitor.getTotalMemory();
monitor.getUseMemory();
monitor.getNetworkLatency(); monitor.show();
sleep();
} } enum MonitorType {Win32,Win64,Ganglia}; MonitorType type = Ganglia; float Monitor::getLoad()
{
switch(type)
{
case Win32:
//get system load via win32 APIs
return load;
case Win64:
//get system load via Win64 APIs
return load;
case Ganglia:
//get system load via ganglia interface
return load;
}
}
改进:使用模板方法;
class Monitor
{
public:
virtual void getLoad() = ;
virtual void getTotalMemory() = ;
virtual void getUseMemory() = ;
virtual void getNetworkLatency() = ; Monitor(Display *display);
virtual ~Monitor();
void show();
protected:
float load,latency;
long totalMemory,usedMemory;
Display *m_display;
}; void Monitor::show()
{
m_display->show(load,totalMemory,usedMemory,latency);
} class MonitorImpl1:public Monitor
{
public:
void getLoad();
void getTotalMemory();
void getUsedMemory();
void getNetworkLatency();
}; void MonitorImpl1::getLoad()
{
//load = ...;
} void MonitorImpl1::getTotalMemory()
{
//totalMemory = ...;
} 存在问题:
如果几组函数接口的实现互相独立,分别有N,M,K种实现方法,那么,实现子类的个数将是N*M*K种,
这样方法无非不是最好的; 分析:
存在两种不同层面的变化,应该有所区分:
在实现层面上:对于每个功能,存在多种实现方法;
.相对于基类是可变的,每种变化对应于一个派生类
.这种变化表现在编译器,是一种相对静态的可变
在组织层面上:“大”类的功能由一系列子功能构成
·子功能之间是互相独立的,应当将这些子功能拆分到不同的“小”中
.组合是自由变化的,动态的,可变的,通过实现子功能的“小”类对象的组合来完成
.这种变化表现在运行期,是一种更加动态的可变;
隔离不同层面的“变”:
.静态的可变用继承;
.动态的可变用组合;
单一责任:
.单一责任原则
类的功能应该是内聚的,一个类只承担一项功能;
表现为:修改、派生一个类只应该有一个理由,只能够由单个变化因素引起;
.将多个不同的功能交由一个类来实现,违反了单一责任原则;
当一个功能需要变化时,不得不修改或者派生新的实现类;
把这两个层次的“变”分离开
剥离出新的接口
每个功能(算法)的实现定义为一个接口(称为策略)
与接口的不同实现组成一个策略类的体系;
把这两种层次的“变”分离开
用组合替代继承
用功能(算法)接口之间的组合来实现功能(算法)之间的组合
再看看问题:
剥离新的接口
由三个策略接口分别定义不同的功能,每个策略接口有一系列不同的实现;
用组合替代继承
Monitor类中保存一组“策略”接口类的实例,这些实例可以自由组合和动态
替换;
class LoadStrategy
{
public:
virtual float getLoad() = ;
}; class LoadStrategyImpl1:public LoadStrategy
{
public:
float getLoad()
{
//get load here...
return load;
}
}; class LoadStrategyImpl2: public LoadStrategy
{
public:
float getLoad()
{
//get load here...
return load;
}
}; class MemoryStrategy
{
public:
virtual long getTotal() = ;
virtual long getUsed() = ;
}; class MemoryStrategyImpl1:public MemoryStrategy
{
public:
long getTotal()
{
//get total memory here...
return total;
}
long getUsed()
{
//get used memory here...
return used;
}
}; class MemoryStrategyImpl2:public MemoryStrategy
{
//
} class Monitor
{
public:
Monitor(LoadStrategy *loadStrategy,MemoryStrategy *memStrategy,
LatencyStrategy *latencyStrategy,Display *display);
void getLoad();
void getTotalMemory();
void getUsedMemory();
void getNetworkLatency();
void show();
private:
LoadStrategy *m_loadStrategy;
MemoryStrategy *m_memStrategy;
LatencyStrategy *m_latencyStrategy;
float load,latency;
long totalMemory,usedMemory;
Display *m_display;
}; //
Monitor::Monitor(LoadStrategy *loadStrategy,MemoryStrategy *memStrategy
,LatencyStrategy *latencyStrategy,Display *display):
m_loadStrategy(loadStrategy),m_memStrategy(memStrategy),
m_latencyStrategy(latencyStrategy),m_display(display),
load(0.0),latency(0.0),totalMemory(),usedMemory()
{ } void Monitor::show()
{
m_display->show(load,totalMemory,usedMemory,latency);
} 代码实现:
void Monitor::getLoad()
{
load = m_loadStrategy->getLoad();
} void Monitor::getTotalMemory()
{
totalMemory = m_memStrategy->getTotal();
} void Monitor::getUsedMemory()
{
useMemory = m_memStrategy->getUsed();
} void Monitor::getNetworkLatency()
{
latency = m_latencyStrategy->getLatency();
} int main(int argc, char *argv[])
{
GangliaLoadStrategy loadStrategy;
WinMemoryStrategy memoryStrategy;
pingLatencyStrategy latencyStrategy; WindowsDisplay display;
Monitor monitor(&loadStrategy,&memoryStrategy,&latencyStrategy,&display);
while(running())
{
monitor.getLoad();
monitor.getTotalMemory();
monitor.getUsedMemory();
monitor.getNetworkLatency(); monitor.show();
sleep();
}
} //灵活性:运行期
class Monitor
{
public:
//...
void setLoadStrategy(LoadStrategy *loadStrategy);
void setMemoryStrategy(MemoryStrategy *memoryStrategy);
void setLatencyStrategy(LoadStrategy *latencyStrategy);
}; int main()
{
Monitor monitor(//);
//...
LoadStrategyImpl2 newLoadStrategy;
monitor.setLoadStrategy(&newLoadStrategy);
monitor.getLoad();
//...
} //委托与接口的进一步分解
//结果的显示
class Monitor
{
public:
//...
void show();
protected:
float load,latency;
long totalMemory,usedMemory;
Display* m_display;
}; void Monitor::show()
{
m_display->show(load,totalMemory,usedMemory,latency);
} 执行过程:
Monitor将“显示”的任务“委托”给了Display,由Display真正完成显示的工作;
委托模式:Delegation,Wrapper,Helper...
int mian()
{
//...
monitor.show();
//调用代码:
/*
void Monitor::show()
{
m_display->show(load,totalMemory,usedMemory,latency);
}
//区分是WindowDisplay还是ConsoleDisplay
void WindowDisplay::show();
void ConsoleDisplay::show();
*/ //}
//对于guidisplay的各个类,大量的重复代码(代码冗余,维护难度加大)
//解决办法:分析“变”与“不变”
//任何绘图的基础都时画点,画法不一样;
//不同GUI,实现画点的接口API不同;
//把变与不变分离开来,抽象出新的接口;
//分离(抽象)新的接口; /*
分离出新的接口:
Bridge模式
把抽象部分与实现部分分离,使他们可以独立变化
class Display
{
public:
virtual void show(float load,long totalMemory,long usedMemory,
float latency) = 0;
virtual ~Display() {}
}; class ConsoleDisplay:public Display
{
public:
void show(float load,long totalMemory,long usedMemory,float latency)
{
cout <<"load=" << load << endl;
cout << "totalMemory=" << totalMemory << endl;
cout << "usedMemory=" << usedMemory << endl;
cout << "latency=" << latency << endl;
}
};
新的接口
class GUIDisplay:public Display
{
public:
//virtual void show(float load,long totalMemory,long usedMemory,
float latency) = 0;
GUIDisplay(GUIDisplayImpl* impl):m_impl(impl) {}
~GUIDisplay();
GUIDisplay(const GUIDisplay &d);
GUIDisplay& operator=(const GUIDisplay &d); protected:
void drawLine(int a,int b, int c, int d);
void drawRect(int a, int b, int c, int d);
//...
private:
void drawPoint(int x, int y);
void drawText(int a, int b,string text);
GUIDisplayImpl* m_impl;
} //
//新的接口定义与使用
class GUIDisplayImpl
{
int use;
friend class GUIDisplay;
public:
GUIDisplayImpl():use(1){}
virtual void drawPoint(int x, int y) = 0;
virtual void drawText(int a , int b, string text) = 0;
}; void GUIDisplay::drawPoint(int x, int y)
{
m_impl->drawPoint(x,y);
} void GUIDisplay::drawText(int x, int y, string text)
{
m_impl->drawText(x,y,text);
} 实现新的接口
class WindowDisplayImpl:public GUIDisplayImpl
{
public:
WindowDisplayImpl() {//init it here...}
~WindowDisplayImpl();
void drawPoint(int x,int y);
void drawText(int x, int y, string text);
} void WindowDisplayImpl::drawPoint(int x, int y)
{
SetPixel(hdc,x,y,foreColor);
} void windowsDisplayImpl::drawText(int x,int y, string text)
{
TextOut(hdc,x,y,text.c_str(),text.len());
} class XWinDisplayImpl:public GUIDisplayImpl
{
public:
XWinDisplayImpl(){//init it here...}
~XWinDisplayImpl() {}
void drawPoint(int x, int y);
void drawText(int x, int y,string text);
} void XWinDisplayImpl::drawPoint(int x,int y)
{
XDrawPoint(display,win,gc,x,y);
} void XWinDisplayImpl::drawText(int x,int y,string text)
{
XDrawString(display,win,gc,x,y,text,text.len());
} void GUIDisplay::drawLine(int x1,int y1, int x2, int y2)
{
for(int x =x1;x < x2;x++)
{
y = x1 + (x-x1)*(y2-y1)/(x2-x1);
drawPoint(x,y);
}
} void GUIDisplay::drawRect(int x1,int y1,int x2, int y2)
{
drawLine(x1,y1,x2,y1);
drawLine(x2,y1,x2,y2);
drawLine(x1,y1,x1,y2);
drawLine(x1,y2,x1,y1);
} 另外一个层面的可变部分:使用继承实现GUIDisplay
class Layout1:public GUIDisplay
{
public:
Layout1(GUIDisplayImpl *impl):GUIDisplay(impl){}
void show(float load,long totalMemory,long usedMemory,float latency);
} void Layout1::show(float load,long totalMemory,long usedMemory,float latency)
{
drawRect(10,10,300,20);
drawText(10,10,float2str(load));
//.....
} class Layout2:public GUIDisplay
{
public:
Layout2(GUIDisplayImpl *impl):GUIDisplay(impl){}
void show(float load,long totalMemory,long usedMemory,float latency);
} void Layout2::show(float load,long totalMemory,long usedMemory,float latency)
{
drawRect(10,10,30,300);
int miny = load*290/100 + 10;
for(int y = 300; y > miny; y-=3)
{
}
}

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