C++中等价于Objective-C @protocol的是什么？

Question

A类有一个B类实例作为成员。有时候B类的实例想要和A类交流。在Objective-C中，我可以这样做：

// A.h
@interface A : NSObject <BDelegate>
@property (nonatomic, retain) B *b;
@end 

// A.m
- (void) classBsays {

}


// B.h
@protocol BDelegate
- (void) classBsays;
@end

@interface B : NSObject
@property (nonatomic, assign) id<BDelegate> delegate;
@end

// B.m
@implementation B
- (void) f {
    [delegate classBsays];
}
@end

我曾在C++中使用类B的void指针完成了类似的操作，但这缺少了"类B的委托应实现如此等等的方法"这一部分。

我该如何在C++中模仿Objective-C的协议呢？

- SundayMonday

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一个只有纯虚函数成员的C++类（参见此处了解基本介绍）大致相当于Objective-C协议。 - Mac

Answer 1

你的示例的 C++ 等效代码大致如下：

// A.hpp
#include "B.hpp"

class A : public BDelegate {
    public:
        void classBSays ( ) { }
        B* b;
};

// B.hpp
class BDelegate {
    public:
        virtual void classBSays( ) = 0;
};
class B {
    public:
        void f ( ) { delegate->classBSays( ); }
        BDelegate* delegate;
};

请注意，为了简洁起见，我在这里使用了成员函数的内联实现 - 如果您想要，您也可以将 A.classBSays() 和 B.f() 实现在分别的 A.cpp 和 B.cpp 文件中。

在这个例子中，类 BDelegate 是一个抽象基类（ABC），相当于您的 BDelegate 协议。它仅包含纯虚成员函数（使用关键字 virtual 并带有 =0 后缀的函数），强制其子类提供这些方法的实现，就像在 Objective-C 协议中使用 @required 标签（或不使用标签）一样。 BDelegate 仅包含这些函数是使它成为 ABC 的原因。

您可以通过在 ABC 中指定一个空体来模拟 Objective-C 的 @optional 标签，这意味着子类不需要实现它（因为它已经在 ABC 中实现）。例如，您可以通过修改 BDelegate 来模拟可选的 foo 方法：

@protocol BDelegate
- (void) classBsays;
@optional
- (void) foo;
@end
// Is approximately equivalent to:
class BDelegate {
    public:
        virtual void classBSays( ) = 0;
        virtual void foo( ) { }
};

使用这个定义，类A可以选择是否提供foo的定义，视情况而定。但需要注意的是，这与Objective-C的@optional标记并不完全相同，因为如果A没有提供自己的覆盖，则仍将继承BDelegate的foo方法。另一方面，使用Objective-C协议，除非明确实现，否则A根本没有这样的方法。

有关此主题的更详细介绍，请单击此处。

- Mac

Answer 2

您可以通过定义抽象基类来实现与C ++基本相同的功能。也就是说，您只定义方法签名而不提供任何实现。这需要任何子类实现已声明的方法。

以下是将您的示例翻译为C ++的结果：

// A.h
class A : public BDelegate {
    B *b;
};

// A.m
Result A::classBsays {

}

// B.h
class BDelegate {
    virtual Result classBsays() = 0;
};

class B {
    BDelegate* delegate;
};

// B.m
void B::f {
    delegate->classBsays();
}

请注意，这段代码很可能无法编译，因为它缺少一些重要的东西。你需要一个构造函数，传入B的引用，甚至可能需要使用std::shared_ptr作为委托，等等。但是总体的形状就像这样。

重要的部分是BDelegate::classBsays()方法声明的= 0在方法签名后面，并且没有实现体。这意味着该方法是纯虚方法，这意味着子类必须实现该方法，否则它将无法实例化。（这是有道理的，否则你可能会调用一个没有实现的方法！）任何具有一个或多个纯虚方法的类本身都是一个纯虚类。这经常被用来定义接口，以解耦系统的不同部分。

- gavinb

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协议还可以定义可选方法，这些方法将由带有 {} 实现的虚拟方法处理，而不是声明为纯虚拟。 - Anya Shenanigans

@Petesh：这可能是最接近的等价物，但并不完全相同。特别是，如果C++的BDelegate类包含一个virtual foo(){}函数，则可以保证A具有这样的成员函数。另一方面，如果Objective-C的BDelegate协议包含一个@optional -(void) foo;，那么A可能有也可能没有foo方法（完全取决于它是否在A中显式实现）。 - Mac

调用者可以确定可选方法是否已实现，并相应地更改其行为，以一种无法通过基类中的默认实现实现的方式。 - gnasher729