NVI

non-virtual interfaces（NVI），非虚拟接口，私有虚函数。

令客户通过 public non-virtual 成员函数间接调用 private virtual 函数，是 Template mothod 设计模式的一种独特表现形式。这个 non-virtual 虚函数称为 virtual 函数的外覆器。（摘自《Effective C++》）

简单示例：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <memory>
#include <assert.h>

class System {
private:
	std::vector<std::string> personNames;
public:
	void add(const std::string &name) {
		personNames.emplace_back(name);
	}
} ;

// 基类, 访问
// public non-virtual 接口 --> add 外覆器
// private virtual 接口    --> 强制派生类实现（缺省也可）
class Access {
public:
	Access(System *const _ptr) : ptr(_ptr) {}
	
	virtual ~Access() = default;

	void add(std::string name) {

		// 可以加入一些逻辑判断, 验证是否合法
		if(ptr == nullptr) return;

		// 可以设置适当场景, 例如加入线程锁控制等

		addPerson(name);     // 调用派生类的 virtual 函数, 真正的数据操作

		// 调用结束之后清理场景, 打日志等
		logCall(name);
	}
private:
	virtual void addPerson(std::string name) = 0 ;  

	static void logCall(const std::string &name) {
		std::cout << "name  " << name << "  is added to System" << std::endl ;
	}
private:
	System *ptr;
} ;

// 派生类, 学生访问
class studentAccess : public Access {
public:
	studentAccess(System *const _ptr) 
		: Access(_ptr), 
		  ptr(_ptr) {}
private:
	// 直接进行纯数据操作
	virtual void addPerson(std::string name) override {
		ptr->add(name);
	}
private:
	System *ptr;
} ;

int main () {
	std::shared_ptr<System> nameHolder = std::make_shared<System>();
	std::shared_ptr<Access> stuVisit = std::make_shared<studentAccess>(nameHolder.get());
	stuVisit->add("YHL");
	stuVisit->add("Fluence");
	return 0;
}

基类的 public non-virtual 外覆器可以确保在真正的 virtual 函数操作之前设定好适当场景，并在调用结束后清理场景。“事前工作”可以包括锁定互斥器(lock a mutex)，制造运转日志记录项(log entry)，验证 class 约束条件，验证函数先决条件等；“事后工作”可以包括解除互斥器(unlock a mutex)，制造运转日志等。（摘自《Effective C++》）

特点：

（1）接口与实现分离，基类负责逻辑和事前事后工作，派生类专心负责数据操作。

（2）基类更加稳定。倘若派生类实现部分改动，只需要重新编译派生类所在文件即可，不影响基类的逻辑部分。基类掌控接口所有权——如果不是 NVI，采用的是普通的虚函数覆盖机制，基类中加入的逻辑判断一旦改动，在所有派生类中的逻辑部分都要改动（因为派生类的 virtual 虚函数会覆盖基类的 virtual 虚函数），这些文件都要重新编译。一定程度上，NVI 的基类集中了对逻辑的掌控，而且不能被子类覆盖，这就是“ public non-virtual ” 接口，不是虚函数的原因。而 virtual 接口是 private 的原因——防止越过“逻辑部分”直接调用 virtual 函数的情况，纯数据操作如果不加入一些逻辑或者线程保护容易出现 bug。

C++ 学习记录（18） NVI

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