自动 getter-setter 方法的 C++ 类模板 - 好/坏实践？

Question

在（几乎）POD 类中使用带有隐式 getter 和 setter 的模板类对象作为属性是否是一个好习惯？

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; }
};

及其用法：

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

这样就可以封装数据，但实现开销更少。

这是不好还是好的做法（以及为什么）？

编辑：陈述我在此看到的优点。无需手动实现每个 getter setter 函数，但这些函数仍然具有通常的优点：

• 数据被封装了，客户端需要使用getter setter函数，后面仍然可以用不同的方式实现。
• 内部用法仍然是隐藏的并且可以更改。
• 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 是防止实现细节逃逸到接口中的一种方法；一旦直接公开字段，以后可能无法在不更改访问该字段的代码中的所有站点的情况下重新实现为属性（使用 getter 和 setter 函数）。

在 C++ 中，这并不（如此强烈）适用。您可以将任何字段的类型更改为覆盖 的类operator=，并隐式转换为所需类型（对于“get”端）。（当然，有些用途不适用；例如，如果在客户端代码中创建了对该字段的指针或引用 - 尽管我个人会避免这样做并认为这是可疑的做法）。

此外，由于 C++ 是静态类型的，如果您需要通过适当的调用将字段和相应的访问更改为 getter/setter 对，工具（IDE 等）也更容易提供自动重构。

作为证据，这里是对Attribute模板的更改，它允许您的“属性”充当直接公开的字段（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; }

...但是这样做在很大程度上破坏了封装（就此而言，出于同样的原因，您可能会考虑更改operator=toT或的返回类型）。void

如果您最初直接公开该字段，则可以将其定义替换为上述模板的实例，并且大多数用途不会受到影响。这说明了为什么 C++ 中并不总是需要 getter/setter 模式的原因之一。

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：成员Attribute<T>（floatAttr在您的示例中等）。为了将其作为一种封装方式，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，您期望没有人这样做：

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，那么以后确实可以通过更改“属性”字段的类型来更改实现：

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

...所以从这个意义上说，你实现了一些封装；真正的问题是有更好的方法来做到这一点。:)

最后，值得一提的是，您提出的Attribute模板以及我上面显示的替代方案都将字段移动到Attribute<T>与原始父类（A）分开的类（对于某些T）中。如果要改变实施方式，现在在某种程度上会受到这一事实的限制；属性对象自然不会引用包含它的对象。举个例子，假设我有一个B具有属性的类level：

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

现在假设我稍后添加一个“最低级别”字段min_level：

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

此外，假设我现在想level在赋值时将 约束为 的值min_level。这并不简单！尽管我可以提供level具有自定义实现的新类型，但它将无法访问min_level包含对象中的值：

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

为了让它工作，您需要将包含对象传递到对象中LevelAttribute，这意味着存储一个额外的指针。典型的老式 setter 直接在保存该字段的类中声明为函数，可以避免此问题。