用于自动getter-setter方法的C++类模板-好/坏的实践？

Question

对POD类中的属性使用带有隐式getter和setter的模板类对象是很好的做法吗？

考虑以下模板示例：

template<typename T>
class Attribute
{
protected:
    T m_val;
public:
    T * getAddress() { return &m_val; }
    T get() { return m_val; }
    void set(T v) { m_val = v; }
};

以及它的用法：

class A
{
public:
    Attribute<float> floatAttr;
    Attribute<int> intAttr;
    Attribute<long> longAttr;
};

有了这个，就有可能封装数据，但实现开销更小。

这是不好的还是好的做法(为什么)？

编辑:说明我在这里看到的优点。不需要手工实现每个getter setter函数，但这些函数仍然有一些通常的优点：

• 数据被封装，客户端需要使用getter setter函数，这些函数以后仍然可以以不同的方式实现。
• 内部使用仍然是隐藏的，可以更改。
• Getter和Setter函数可以作为lambda函数传递。

Answer 1

在其他一些语言中，getter和setter是一种防止实现细节转义到接口中的方法；一旦直接公开字段，您可能无法在不更改访问字段的代码中的所有站点的情况下，稍后重新实现为属性(带有getter和setter函数)。

在C++中，这并不适用(如此强烈)。您可以将任何字段的类型更改为覆盖operator=并隐式转换为所需类型的类(对于"get“一方)。(当然，也有一些不适用的用法；例如，如果在客户端代码中创建了指向字段的指针或引用--尽管我个人会避免这样做，并认为这是一种可疑的做法)。

此外，由于C++是静态类型的，如果您需要将字段和相应的访问更改为具有适当调用的getter/setter对，那么工具(IDE等)也更容易提供自动重构。

为了证明这一点，下面是对Attribute模板的修改，它允许您的“属性”充当一个直接暴露的字段(除了&将返回属性的地址而不是隐藏字段)：

template<typename T>
class Attribute
{
protected:
    T m_val;
public:
    operator T() { return m_val; }
    T &operator=(const T &a) { m_val = a; return m_val; }
};

如果你真的愿意，你也可以覆盖operator&

T *operator&() { return &m_val; }

..。然而，这样做很大程度上破坏了封装(为此，您可能考虑将operator=的返回类型更改为T或void，原因相同)。

如果您最初直接公开了该字段，则可以将其定义替换为上述模板的实例，并且大多数使用都不会受到影响。这说明了为什么getter/setter模式在C++中并不总是必要的原因之一。

您自己的解决方案虽然封装了getter/setter函数后面的原始字段，但实际上还公开了另一个字段：Attribute<T>成员(在示例中为floatAttr等)。要使它作为封装的一种手段，您依赖于用户不知道(或关心)属性字段本身的类型；也就是说，您期望没有人知道(或关心)：

A a;
Attribute<float> & float_attr = a.floatAttr;

当然，如果他们不这样做并以您想要的方式访问字段，那么以后可以通过更改“属性”字段的类型来更改实现：

A a;
float f = a.floatAttr.get();

..。因此，在这个意义上，您实现了一些封装；真正的问题是，有更好的方法来实现它。:)

最后，值得一提的是，您建议的Attribute模板以及我前面介绍的替代方法都将字段移动到一个类(Attribute<T>表示某些T)中，这个类与原始父类(A)是分开的。如果要更改实现，则该实现现在在某种程度上受到这一事实的限制；属性对象自然不具有对包含它的对象的引用。例如，假设我有一个类B，它有一个属性level

class B {
    public:
    Attribute<int> level;
};

现在，假设我稍后添加了一个"miminum“字段，min_level

class B {
    public:
    Attribute<int> level;
    Attribute<int> min_level;
};

此外，假设我现在希望在赋值时将level约束为min_level的值。这不是直截了当！虽然我可以为level提供一个具有自定义实现的新类型，但它将无法从包含的对象访问min_level值：

class LevelAttribute {
    int m_val;
    public:
    T &operator=(const T &a) {
        m_val = std::max(min_level, a); // error - min_level not defined
    }
}

要使其工作，您需要将包含的对象传递到LevelAttribute对象，这意味着存储一个额外的指针。典型的、老式的setter (直接在包含字段的类中声明为函数)避免了这个问题。