C++ 大型库的通用包装类

我正在从事的项目可能会受益于在不同的大型库（GMP、OpenSSL等）之间轻松交换的可能性。我当前的实现定义了一个模板抽象基类，我在其中实现了所有必需的操作符（只是为了有一些语法糖）我定义了所需的纯虚函数

对于每个库，我都有这样一个派生类：

类BigNumberGmp:public BigNumberBase

。我知道它有点打破OOP，但是C++协方差函数太过限制，它不允许我从方法返回BigunbBaseObjor对象，只引用引用，这是非常不可取的…… 问题是，我希望使用自定义包装的代码能够与任何此类包装一起使用：BigNumberGmp、BigNumberProperteSL等。为了实现这一点，我定义了typedef BigNumberGmp BigNumber，并将其放入一些条件宏中，如下所示：

#if defined(_LIB_GMP)
    typedef BigNumberGmp BigNumber;
#endif

此外，我还以类似的方式包含适当的标题。这个实现需要我在编译器选项中定义_LIB_GMP符号

正如你所看到的，这是一种相当粗糙的技术，我并不感到自豪。此外，它不会以任何方式隐藏专用类（BigNumberGmp、BigNumberPropertensSL等）。我还可以多次定义BigNumber类，包装在_LIB_XXX条件宏中，或者我可以多次在BigNumber类中实现所需的方法，对于每个库，也包装在_LIB_XXX条件宏中。后两种想法似乎比typedef实现更糟糕，它们肯定会弄乱doxygen输出，因为它无法解释为什么我有多个同名项。我想避免使用doxygen预处理器，因为我仍然依赖于_LIB_XXX定义

---

有没有一种优雅的设计模式可以替代？您将如何处理这样一个问题？

我将使用pimpl习惯用法来解决这个问题。我首先定义一个包装器类：

class BigNumber {
private:
    class BigNumber_impl {
        virtual void do_something() = 0;
    }
    BigNumber_impl * impl;
public:
    void do_something() {
        impl->do_something();
    }
};

然后我会让BigNumberGMP等继承BigNumber:：BigNumber\u impl。然后，您可以返回大数字的对象，但仍具有多态性

---

这并不能解决创建BigNumbers的问题，您还必须担心如何添加具有不同BigNumber_impl类型的BigNumbers。因此，您最初的解决方案可能符合您的目的。在某种程度上，您将不得不依赖一些预处理器的魔力。

每次切换库时，您似乎都要重新编译，在这种情况下，您可以使用模板专门化而不是继承

选择使用哪一个将与您拥有的基本相同（基于

#如果

的话），但您会保存虚拟成员，这意味着编译器仍然可以内联，这意味着在某些情况下它可能会更快

首先，以描述每个实现的结构为例。在这里，您可以在所有库中使用相同方式工作的基本API名称。例如，如果它们都支持一个add操作，该操作获取指向两个大num的指针，并返回指向包含结果的新大num的指针，则可以执行以下操作：

void foo() {
    big_num< GMP > gmp1("123233423"), gmp2("234");
    big_num< GMP > gmp3 = gmp1 + gmp2;
    big_num< OpenSSL > ossl1("1233434123"), ossl2("234");
    big_num< OpenSSL > ossl3 = ossl1 + ossl2;
}

#if BIGNUM=="GMP"
    typedef big_num<GMP> used_big_num;
#elif BIGNUM=="OpenSSL"
     typedef big_num<OpenSSL> used_big_num;
#endif

（请注意，我还没有通过编译器运行过这个程序，我也不知道实际的API是什么样子，但应该足以给出该方法的总体概念）

现在，我们可以定义一个通用的超类，其中包含这些易于映射的API的使用：

template< typename B, typename R >
class common {
public:
    // Assume that all types have the same API
    R operator + (const common &r) {
        return R(B::add(l.ptr, r.ptr));
    }
};

这里的优点是，由于使用结构来适应类似的API特性和一个模板中的公共实现，专业化之间的代码重复最少。给定API的细节现在在模板专业化中，但是没有虚拟化，也没有通用的超类。这意味着编译器可以将几乎所有内容内联到包装器中，这将使它们基本上尽可能快

由于专业化，您还可以访问所有实现，这可能会使您的单元测试更易于编写/管理（您也应该能够编写这些测试的模板版本）

如果您只希望其中一个可见，则如下所示：

void foo() {
    big_num< GMP > gmp1("123233423"), gmp2("234");
    big_num< GMP > gmp3 = gmp1 + gmp2;
    big_num< OpenSSL > ossl1("1233434123"), ossl2("234");
    big_num< OpenSSL > ossl3 = ossl1 + ossl2;
}

#if BIGNUM=="GMP"
    typedef big_num<GMP> used_big_num;
#elif BIGNUM=="OpenSSL"
     typedef big_num<OpenSSL> used_big_num;
#endif

#如果BIGNUM==“GMP”
typedef big_num used_big_num；
#elif BIGNUM==“OpenSSL”
typedef big_num used_big_num；
#恩迪夫

---

如果标题不总是可用，那么您可能也需要对专业设置进行保护，在这种情况下，您需要一组

HAVE_GMP_BIGNUM

和

HAVE_OPENSSL_BIGNUM

宏。

我认为

LIB_GMP

是实现的保留名称。我认为正确的做法是使用构建允许您拥有可选包并预处理config.h或类似内容的系统。我想到了Autohell和CMake，但我肯定还有其他的。@awoodland:谷歌没有提到任何“\u LIB\u GMP”，所以我认为它是安全的。此外，GMP内部的grep也不会产生任何结果…@Robert:我试图与CMake混在一起，但我发现这对于我的需要来说相当复杂。。。这个项目还需要在多个平台（Windows和Linux）上工作，所以我最好的选择是Visual Studio和一个自定义的Makefile。@mihaitor-仅仅因为google没有找到任何点击并不意味着它可以，它以下划线和大写字母开头，因此与（）不符，不知何故，我忽略了这种实现。谢谢你的提示。我现在正在试着看看我是否能将这个设计融入到我的代码中。在这种情况下，模板专门化是什么意思？我不想让BigNumber成为模板，从而使代码过于复杂。此外，我必须在每个专门化中重复大量代码（即每个运算符重载），这是我试图避免的。您仍然可以从包含公共代码的模板继承，但实际上这是sp的一种折衷

#if BIGNUM=="GMP"
    typedef big_num<GMP> used_big_num;
#elif BIGNUM=="OpenSSL"
     typedef big_num<OpenSSL> used_big_num;
#endif