Dotaz: C++ a volání stejné metody na seznamu objektů

[xkucf03]

Řeším takový návrhový problém a hledám elegantní řešení v C++.

Obecně jde o to, že mám třídu (např. parser), jejíž instance přijímá události (někdo volá její metody), nějak je zpracovává a výsledky předává dál – volá metody jiného objektu (handler). Těch handlerů může být víc, implementují stejné rozhraní a uživatel je registruje před začátkem zpracování pomocí metody addHandler().

Napadá mě několik možností:

• Metoda addHandler() přidá handler do kolekce a pak budu místo handler->metoda() volat for (auto handler : handlers) handler->metoda() a tím se událost rozešle všem.
• Metoda addHandler() nebude v parseru a parser bude sám schopný pracovat jen s jedním handlerem. Pokud jich bude potřeba víc, vytvoří se proxy handler, který bude implementovat stejné rozhraní a postará se o rozeslání všem stejným způsobem jako v předchozím bodě.
• Makra a/nebo šablony, které usnadní zápis výše popsaných řešení.
• Generátor kódu, který bude mít na vstupu definici rozhraní a na výstupu proxy handler.

Ten handler může mít třeba deset metod, takže se mi to úplně nechce psát všechno ručně, navíc tenhle problém budu asi řešit opakovaně. Časem bych možná chtěl nějak lépe ošetřovat chyby (např. když by jeden handler vyhazoval výjimku, tak aby zpracování dat v ostatních pokračovalo dál a chyba se nějak zpracovala až na konci), ale pro začátek to může být tak, že první vyhozená výjimka zastaví všechno a zpracování skončí.

Přijde mi, že tohle musí být docela obvyklá úloha, snad i návrhový vzor nebo idiom… tak se mi nechce vynalézat kolo. Jak tohle řešíte vy?

P.S. To řešení pomocí maker může vypadat takhle:

#define handler for (auto ___h : handlers) ___h

handler->metoda0();
handler->metoda1(a, b);
handler->metoda2(a, b, c);
...
handler->metoda9(x);

Což tak nějak s minimem úsilí řeší tenhle problém, ale moc nadšený z toho nejsem.

P.P.S. Případně takhle může vypadat kombinace toho makra a proxy:

class XYZContentHandler {
public:

	virtual void abc();
	virtual void def(int a);
	virtual void ghi(int a, int b);

};

class XYZContentHandlerProxy : public XYZContentHandler {
private:
	std::vector<std::shared_ptr<XYZContentHandler>> handlers;
public:

	void addHandler(std::shared_ptr<XYZContentHandler> handler) {
		handlers.push_back(handler);
	}

#define handler for (auto ___h : handlers) ___h

	void abc() override { handler->abc(); }
	void def(int a) override { handler->def(a); }
	void ghi(int a, int b) override { handler->ghi(a,b); }

#undef handler

};

Ale nejradši bych se zbavil toho ručně psaného kódu (proxy) a řešil to nějak obecně, genericky.

Odpovědi

[kralyk z abclinuxu]

#include <iostream>
#include <memory>
#include <vector>

using std::vector;
using std::shared_ptr;
using std::make_shared;
using std::cerr;
using std::endl;
using std::forward;

struct ContentHandler {
    virtual void handle_a(int x) = 0;
    virtual void handle_b(int x, int y) = 0;
    virtual void handle_c() = 0;
};

struct Foo: ContentHandler {
    virtual void handle_a(int x) { cerr << "Foo::handle_a(" << x << ")" << endl; }
    virtual void handle_b(int x, int y) { cerr << "Foo::handle_b(" << x << ", " << y << ")" << endl; }
    virtual void handle_c() { cerr << "Foo::handle_c()" << endl; }
};

struct Bar: ContentHandler {
    virtual void handle_a(int x) { cerr << "Bar::handle_a(" << x << ")" << endl; }
    virtual void handle_b(int x, int y) { cerr << "Bar::handle_b(" << x << ", " << y << ")" << endl; }
    virtual void handle_c() { cerr << "Bar::handle_c()" << endl; }
};

template <class R, class T, class ...Args>
void handle_fanout(vector<shared_ptr<T>>& handlers, R (T::*func)(Args...), Args &&... args) {
    cerr << "Fanout to " << handlers.size() << " handlers:" << endl;
    for (auto& handler : handlers) {
        ((*handler).*func)(forward<Args>(args)...);
    }
}

int main() {
    vector<shared_ptr<ContentHandler>> handlers;
    handlers.push_back(make_shared<Foo>());
    handlers.push_back(make_shared<Bar>());

    handle_fanout(handlers, &ContentHandler::handle_a, 3);
    handle_fanout(handlers, &ContentHandler::handle_b, 42, 9001);
    handle_fanout(handlers, &ContentHandler::handle_c);
}

Je to trochu naprasené... předávání reference na vector by se asi správně mělo nahradit nějakým range nebo po staru párem iterátorů nebo podobně, ale nechtělo se mi to už řešit...

[jhnz]

Vyjimky by se teoreticky mohly ukladat pres magii s https://en.cppreference.com/w/cpp/error/current_exception

Nebo nejak ve stylu std::promise::set_exception

[kralyk z abclinuxu]

Spíš bych definoval nějakou výjimku, která by byla součástí API pro ty handlery, a nechal bych je házet jen tu výjimku nebo odvozené, s tim, že by měly implementovat kopírování. Tj. to volání by se obalilo try-catch a chycené výjimky by se někam vykopírovaly pro další zpracování.

Ale ošklivé to asi bude tak jako tak, výjimky jsou zkrátka zlo

[Kit]

Vzor Observer.

[xkucf03]

Ano, ale otázka je, jak to elegantně implementovat s minimem ručně psaného kódu (proxy) nebo for cyklů rozesetých všude možně. Např. v Javě bych to uměl udělat pomocí reflexe nebo anotací a anotačního procesoru. V jazycích s hygienickými makry si zase dovedu představit elegantní řešení založené na úpravě/generování AST.

Pokud bych omezil počet metod a všechno posílal přes jednu, tak si asi jen ušetřím práci na jednom místě a přidělám práci jinde. Místo prostého volání metod s 0 až N parametry by se musely vytvářet a předávat objekty. Jako API mi to nepřijde moc intuitivní – ten, kdo to bude volat, tak bude řešit otázku, jaké objekty tam může posílat a kde je má vzít (asi v nějaké továrně…) a ten, kdo bude ty události zpracovávat, bude zase řešit otázku, jaké všechny typy mu můžou přijít a jestli to je konečná množina… – místo toho, aby se člověk jednoduše podíval, jaké metody dané rozhraní obsahuje. A když bychom chtěli oddělit API a SPI, tak to bude taky asi horší (tohle zatím neřeším, protože je to jen interní třída, ne nějaké veřejné rozhraní, které by používal a implementoval někdo cizí).

V C++ se tomu zatím nejvíc blíží to Kralykovo řešení, ale taky to není ono – minimálně proto, že psát handle_fanout(handlers, &ContentHandler::handle_a, 3) je výrazně otravnější než psát proxy.handle_a(3) nemluvě o napovídání parametrů v IDE, které si s tím neporadí (ale aspoň kompilátor ty parametry zkontroluje a upozorní na chybu).

[Kit]

Místo reflexe bych využil polymorfismu a místo různých parametrů DI kontejner. Ty handlery nemusí mít implementovány všechny metody, zbytek mohou podědit. Cyklus bych měl jen jeden v tom Observeru, který by prošel konktétní metodu u všech abonentů.

Rodičovské metody by mohly být prázdné - vždy by se zpracovaly jen metody, které jsou implementovány v potomcích.

[Jardík]

Bez makra:

class XYZContentHandler {
public:
    virtual ~XYZContentHandler() {}
    virtual void abc();
    virtual void def(int a);
    virtual void ghi(int a, int b);
};
 
class XYZContentHandlerProxy : public XYZContentHandler {
private:
    std::vector<std::shared_ptr<XYZContentHandler>> handlers;
public:
 
    void addHandler(std::shared_ptr<XYZContentHandler> handler) {
        handlers.push_back(handler);
    }

    template<typename Func, typename... Args>
    void handler_foreach(Func func, Args&&... args)
    {
        for (auto& h : handlers)
        {
            try {
                (h.get()->*func)(args...); // umyslne bez std::forward, nechceme, aby potom funkce udelala move z argumentu a rozbila tak dalsi handler
            }
            catch (...) { /* sezer vyjimku */ }
        }
    }
 
    void abc() override { handler_foreach(&XYZContentHandler::abc); }
    void def(int a) override { handler_foreach(&XYZContentHandler::def, a); }
    void ghi(int a, int b) override { handler_foreach(&XYZContentHandler::ghi, a, b); }
 
};

[Jardík]

A nezapomeň na ten virtuální dtor, jinak si říkáš o problémy s destrukcí!!

[Jardík]

Koukám teď, že králík dal skoro to samé, a ještě je ta diskuse stará. Tak nic

[kralyk z abclinuxu]

To nevadí, poznámka o vyhození forwardu je dobrá a ta o virtuálním d-toru taky

[xkucf03]

Díky. Nahradil jsem tím to makro a přesunul to do znovupoužitelné třídy ProxyVector.

Pořád mi trochu vadí, že tam musím vyjmenovat všechny ty metody, které se mají přeposílat, ale to asi jinak nejde (bez nějakého generování kódu).