在一个基类中混合使用虚函数和非虚函数是不好的编程实践吗？

Question

我有一个基类Base，我声明了几个多态子类。一些基类的函数是纯虚函数，而另一些函数被子类直接使用。

（这都是在C++中实现的）

例如：

class Base
{
protected:
     float my_float;
public:

    virtual void Function() = 0;

    void SetFloat(float value){ my_float = value}

}

class subclass : public Base
{

  void Function(){ std::cout<<"Hello, world!"<<std::endl; }
}

class subclass2 : public Base
{

  void Function(){ std::cout<<"Hello, mars!"<<std::endl; }
}

正如您所看到的，子类将依赖于基类来设置"my_float"函数，但在其他函数方面则可以实现多态性。

因此，我想知道这是否是良好的实践。如果您有一个抽象的基类，应该使其完全抽象还是采用这种混合方法可以接受？

- user1855952

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这对我来说很正常。我每天都使用它们。 - Bryan Chen

你可以做到这一点。我感觉这里没有糟糕的编程。这就是为什么有纯虚函数存在的原因。 - Abhineet

Answer 1

这是一种常见的做法。实际上，一些著名的设计模式依赖于此，例如 模板方法模式。简而言之，这使您能够通过类层次结构指定行为的某些方面作为不变量，同时让该行为的其他方面因特定类型的实例而异。

它是否好取决于您的精确用例：在所有基类中共享浮点成员数据存储的实现是否有意义？由于派生类没有以任何方式依赖于 my_float，因此很难用您发布的示例回答这个问题，但是有很多情况下这是有意义并且是分离类层次结构职责的好方法。

即使在共享细节实现在类之间有意义的情况下，您还有其他几个选项，例如使用组合来共享功能。通过基类共享功能通常比通过组合共享此功能更少冗长，因为它允许您共享实现和接口。为了说明这一点，与使用组合共享此功能相比，您的解决方案具有较少的重复代码：

class DataStorage {
private:
  float data_;
public:
  DataStorage()
  : data_(0.f) {
  }

  void setFloat(float data) {
    data_ = data;
  }
};

class NotASubclass1 {
private:
  DataStorage data_;
public:
  void SetFloat(float value){ data_.setFloat(value); }  
  ...
}

class NotASubclass2 {
private:
  DataStorage data_;
public:
  void SetFloat(float value){ data_.setFloat(value); }  
  ...
}

- Martin J.

Answer 2

能够使某些函数非虚函数有一定的好处，这些好处之间有很强的相关性：

- 您可以修改它们，知道通过 Base*/Base& 调用将使用您修改后的代码，而不管实际派生类型是什么。 - 例如，您可以收集所有 Base*/& 的性能测量数据，而不管它们的派生关系。 - 非虚接口（NVI）方法旨在实现“两全其美”——非虚函数调用非公共虚函数，为您提供了一个拦截通过 Base*/& 在 Base 中调用的单一位置以及可定制性。

- 对非虚函数的调用可能会更快——如果内联，对于像获取/设置几个字节字段这样的微不足道的函数，速度可以提高一个数量级。

- 您可以确保从 Base 派生的所有对象的不变量，选择性地封装一些私有数据和影响它的函数（C++11 中引入的 final 关键字让您可以在层次结构的较低级别上进行此操作）。

- 在 Base 类中“最终确定”的数据/功能有助于理解和推断类行为，而这种分解使整体代码更加简洁，但必然会损失灵活性和意外重用——需要根据个人口味进行调整。

- Tony Delroy