如何用c++表驅(qū)動替換if/else和switch/case語句

更新時間：2021年08月26日 11:33:19 作者：Zhou

本文將介紹使用表驅(qū)動法，替換復(fù)雜的if/else和switch/case語句，想了解詳細內(nèi)容，請看下文

C++的表驅(qū)動法

目的：使用表驅(qū)動法，替換復(fù)雜的if/else和switch/case語句。

一、常用示例

以switch為例，常用示例如下：

Funcition()
{
    switch (key)
    {
        case key1:
            statements 1;
            break;
        case key2:
            statements 2;
            break;
        ... 
        case keyn:
            statements n;
            break;
        default:
            break;
    }
}

上述switch代碼段，實際集成了3種類型邏輯：

1.    實現(xiàn)關(guān)鍵字的處理代碼；
2.    將關(guān)鍵字與處理代碼關(guān)聯(lián)；
3.    以關(guān)鍵字選擇分支，執(zhí)行處理代碼；

我們將在一個switch代碼中維護3種變化。將1的處理代碼段，模塊化為函數(shù)后，變化點減少為2個。

在分支增加到幾十個時，代碼維護性變得很差；而且switch對非整數(shù)類型無能為力。

二、表驅(qū)動法

做法：

1. 將變化點2，做成一個[關(guān)鍵字:處理函數(shù)]映射結(jié)構(gòu)（推薦map容器），在獨立函數(shù)中賦值。
2. 將變化點3，做成一個查找關(guān)鍵字，執(zhí)行對應(yīng)函數(shù)的簡單函數(shù)

好處：

1. 獨立出“選擇分支”變化點，變?yōu)楣潭ǖ奶幚砹鞒獭?br /> 2. 獨立出“關(guān)鍵字和處理函數(shù)的關(guān)聯(lián)”，易于維護。

限制條件：

1. 處理函數(shù)類型一樣（這在C++中不成問題）；
2. 處理函數(shù)簡單，但每個函數(shù)有差異（如果處理較為復(fù)雜，請使用創(chuàng)建型設(shè)計模式）

擴展：

1. 對于處理函數(shù)由符合條件分支情況，變化點2使用list結(jié)構(gòu)，按優(yōu)先級關(guān)聯(lián)處理函數(shù)，使用 “職責鏈”形式的表驅(qū)動法。

三、C++實現(xiàn)注意

代碼：

// 3個文件，Client.cpp, TableDrave.h, TableDrive.cpp
 
// vvvvv Client.cpp begin
 
// ------------------------------------------------------------
// Name         :   Client.cpp
// Description  :   調(diào)用接口
// History      : 
// ------------------------------------------------------------
 
#include    "TableDrive.h"
 
// ------------------------------------------------------------
 
int main()
{
    TableDrive test;
    
    test.HandleKeyword(KEYWORD_A);
    test.HandleKeyword(KEYWORD_B);
    test.HandleKeyword(KEYWORD_C);
    test.HandleKeyword(KEYWORD_START);
    test.HandleKeyword(KEYWORD_D);
    
    return 0;
}
 
// ^^^^^ Client.cpp end
 
 
 
// vvvvv TableDrive.h begin
 
// ------------------------------------------------------------
// Name         :   TableDrive.h
// Description  :   表驅(qū)動頭文件
// History      :   
// ------------------------------------------------------------
 
#ifndef     _TEST_DRIVE_H
#define     _TEST_DRIVE_H
 
 
#include    <map>
 
// ------------------------------------------------------------
 
// 測試用關(guān)鍵字
enum KEYWORD
{
    KEYWORD_START = -1,
    
    KEYWORD_A = 0,
    KEYWORD_B,
    KEYWORD_C,
    KEYWORD_D,  
    
    KEYWORD_END,
};
 
 
// ------------------------------------------------------------
 
// 可以使用 std:: 單個引用
using namespace std;
 
class TableDrive
{
public: 
 
    // ------------------------------------------------------------
    // Description : 
    //      根據(jù)關(guān)鍵字，執(zhí)行處理函數(shù)
    // Parameters : 
    //      string keyword，關(guān)鍵字
    // Return Value : 
    //      bool，true，函數(shù)執(zhí)行成功，false，找不到鍵字對應(yīng)的函數(shù)，或函數(shù)執(zhí)行失敗
    // Errors : 
    //      無
    // ------------------------------------------------------------ 
    bool HandleKeyword(int keyword);
    
    // ------------------------------------------------------------
    // Description : 
    //      關(guān)聯(lián)關(guān)鍵字到處理函數(shù)
    // Parameters : 
    //      無
    // Return Value : 
    //      bool，true，正常，false，異常
    // Errors : 
    //      無
    // ------------------------------------------------------------ 
    bool MapKeyToHandle();  
    
 
    TableDrive();
    
    ~TableDrive();
    
private:
    
    // vv 處理函數(shù)，true，執(zhí)行成功，false，執(zhí)行失敗
    bool HandleKeyA();
    bool HandleKeyB();
    bool HandleKeyC();
    // ^^
    
private:
 
    // :TRICKY: 成員函數(shù)指針定義
    typedef bool (TableDrive:: *PHandle)(void);
    map<int, PHandle>   m_KeyToHandle;      // 關(guān)鍵字對應(yīng)處理函數(shù)
};
 
#endif
 
// ^^^^^ TableDrive.h end
 
 
 
 
// vvvvv TableDrive.cpp begin
 
// ------------------------------------------------------------
// Name         :   TableDrive.cpp
// Description  :   表驅(qū)動實現(xiàn)文件
// History      : 
// ------------------------------------------------------------
 
#include    <stdio.h>
 
#include    "TableDrive.h"
 
// ------------------------------------------------------------
 
 
// 根據(jù)關(guān)鍵字，執(zhí)行處理函數(shù)
bool TableDrive::HandleKeyword(int keyword)
{
    typedef map<int, PHandle>::const_iterator CI;
    CI iter = m_KeyToHandle.find(keyword);
 
    // 沒有搜索到關(guān)鍵字
    if (m_KeyToHandle.end() == iter)
    {
        printf("\n  @@ search Keyword %d fail!\n", keyword);
        return false;
    }
 
    // :TRICKY: 注意成員函數(shù)指針的引用格式
    PHandle pFunction = iter->second;
    return (this->*pFunction)();
}
 
 
TableDrive::TableDrive()
{
    printf("\n  vv TableDrive::TableDrive()\n");
    MapKeyToHandle();
}
 
TableDrive::~TableDrive()
{
    printf("\n  ^^ TableDrive::~TableDrive()\n");
}
 
 
// ------------------------------------------------------------
 
// 關(guān)聯(lián)關(guān)鍵字到處理函數(shù)
bool TableDrive::MapKeyToHandle()
{
    m_KeyToHandle[KEYWORD_A]    = &TableDrive::HandleKeyA;
    m_KeyToHandle[KEYWORD_B]    = &TableDrive::HandleKeyB;
    m_KeyToHandle[KEYWORD_C]    = &TableDrive::HandleKeyC;
        
    return true;
}
 
 
// 處理函數(shù) A
bool TableDrive::HandleKeyA()
{
    printf("\n  ** A, HandleKeyA()\n\n");
    
    return true;
}
 
bool TableDrive::HandleKeyB()
{
    printf("\n  ** B, HandleKeyB()\n\n");
    
    return true;
}
 
bool TableDrive::HandleKeyC()
{
    printf("\n  ** C, HandleKeyC()\n\n");
    
    return true;
}
 
// ^^^^^ TableDrive.cpp end

關(guān)注點：

主要關(guān)注3個點，維護第2、3點

1.   HandleKeyword()，根據(jù)關(guān)鍵字，執(zhí)行處理函數(shù)。固定后基本不改變；
2.   MapKeyToHandle()，關(guān)聯(lián)關(guān)鍵字到處理函數(shù)；
3.   Handle()，各個處理函數(shù)

成員函數(shù)指針使用注意

1. 聲明格式，與C相比，函數(shù)指針前要包含類域；
typedef bool (TableDrive:: *PHandle)();

2. 聲明位置，包含在類中，否則不能識別類域標志；

3. 賦值語法格式，與C相比，函數(shù)指針前要包含類域；
PHandle pFunction = &TableDrive::HandleKeyA;

4. 調(diào)用語法格式，與C相比，需要加上this，并以強制解引用方式調(diào)用；
(this->*pFunction)();