表驱动法应用的难点

桃扇骨 2021-11-29 08:14 250阅读 0赞

*好的代码总是将复杂的逻辑以分层的方式降低单个层次上的复杂度。复杂与简单有一个相互转化的过程。*

## **1. 表驱动法** ##

在涉及编码解析的功能时，常常有一个带有长长一串case的switch，而且会不断增长。为每一个case搞个类就太夸张了，还是用表驱动(Table Driven)来取代它吧。这种应用已经太多了。而让大家不去用的原因可能就一个，认为表无法表达出属性的差异。

比如一般而言有下面这样一个操作，大家肯定会觉得用表处理没有问题。

**   Operator         Function**

add(x,y)           addFunctionPtr

sub(x,y)           subFunctionPtr

但是如果增加了一个inc(x)，它相对于先前两个各有两个参数就不一样了。这就会被认为提取共性失败，而放弃了表驱动法，又栽到switch..case的汪洋大海。

**表驱动法就是两个过程: i. 提取共性，做到为每个元素做一样的事。把共性放到表中, 用查表法取代switch。 ii. 提供支持函数，因为提取共性后会要求有为这些共性服务的函数。**第1步是比较简单的，把第2步想透了才会提升使用表驱动法的层次。

表驱动法，一方面简化代码实现，便于维护。(这里的简化强调地是上层实现逻辑的简化。) 二是提高代码的弹性，增减内容的成本低，甚至可以做到动态支持。

用一个简单的定义表驱动法的使用:

const  **TABLE** table\[\] =

\{ ID, TARGET \},

\};

void handlingFunction(ID)

for(iterator row =table.begin(); row!=table.end();row++)

if (ID == row.id)

**callHandleFunctionForTheRow**( row );

对应于上面两个要点，就是TABLE的定义和callHandleFunctionForTheRow的写法。 callHandleFunctionsForRow为每一行的处理提供了一个一致的入口，这是表驱动法实现的关键， **其原则为对每个元素都做同样的事情**，这里同样的事情应至少要理解为接口一致！下面讨论两个在实践中常见的问题：兼容不同数据类型和兼容不同参数个数。

像前面的例子，只要让Function的定义兼容两个参数和一个参数的情况就可以了。使用模板是一个最佳解决方法，就是比较复杂一些。这个解决方案最后稍带说一下。

## **2.问题说明及初步实现** ##

先举个例子说明一下公共函数的实现思路。 一个维护一串属性的类有三个方法，一个写值，一个取值，还有一个序列化函数(存储和加载)。可以想像，如果加一个属性，就要增加至少三处代码。(下面的示例没有涉及序列化。)

下面是一个向特别Key写入其值的操作，Key代表的数据类型可能会不一样, 如下示例(只用说明要点):

> String getKeyValue(String&key)
> 
> \{
> 
>    switch(key)
> 
>    \{
> 
>      case ID1: //这是个整型数据
> 
>        value =  String::number(d->id1);
> 
>        break;
> 
>   
> 
> 
>      case ID2: //这个是字串
> 
>         value = String::copy(d->id2);
> 
>         break; 
> 
>      …….
> 
>     \}
> 
>     return value;
> 
> \}

使用表驱动法，最简单的一种方法就是用函数重载来处理类型不同的情况。可以使用类似如下的方法实现:

> //表的定义
> 
> static  PropertyTableValue propertyTable\[\] = \{   
>     \{  ID1, TYPE\_INT, 0\},  
>     \{  ID2, TYPE\_STRING, (intptr\_t)(void\*)malloc(100)\},  
>     \{  ID\_NONE, TYPE\_INT,  NULL\}  
> 
> 
> \};  
> 
> 
>   
> 
> 
> //写值，重载两个函数来实现
> 
> bool  Settings::setValue(PROPERTY\_ID id, constchar \*value)  
> \{  
>     constvoid \*pValue = reinterpret\_cast<constvoid\*>(value);  
>      
>     returnsetValue(id,pValue);  
> \}  
>   
> bool Settings::setValue(PROPERTY\_ID id, int value)  
> \{  
>     int index = getRowOfProperty(id);  
>      
>     if(index==-1 || propertyTable\[index\].type!=TYPE\_INT)  
>         returnfalse;  
>      
>     propertyTable\[index\].value = (intptr\_t)value;  
>      
>     returntrue;  
> \}  
>

//取值

> int  Settings::getIntValue(PROPERTY\_ID id)  
> \{   
>     int index = getRowOfProperty(id);  
>      
>     if(index==-1 || propertyTable\[index\].type!=TYPE\_INT)  
>         return0xffffffff;  
>      
>     return (int)(propertyTable\[index\].value);  
> \}  
> const char\* Settings::getStringValue(PROPERTY\_ID id)  
> \{   
>     int index = getRowOfProperty(id);  
>      
>     if(index==-1 || propertyTable\[index\].type!=TYPE\_STRING)  
>         returnNULL;  
>      
>     return reinterpret\_cast<constchar \*>(propertyTable\[index\].value);  
> 
> 
> \}  
>

## **3. 继续优化** ##

这样的代码，只是勉强实现了表驱动的功能。观察代码可以看到仍然有两个明显的问题:

1. 表的定义太死板，缺少灵活性。在定义表时分配内存问题明显。

2. setValue和getValue仍然有不少重复的代码逻辑。

针对第一个问题，可以使用智能指针和两个表维护的接口来解决，实现动态增减属性。针对第二个问题，是典型的C++多态问题，可以使用模板类来实现。即实现一个代表值的类，将取值操作交给这个类完成。

如:

> template < typename   T>  
> class   SettingValue\{   
>     ~SettingValue()\{\};  
> public :  
>     T getValue() \{  return  value;\};  
>     bool setValue(T newValue) \{  value = newValue; return true;\}  
> private:  
>     T value;  
> 
> 
> \};  
>

对于字串的类，还需要特化处理，包括内存回收和赋值操作。下面给出一个赋值操作的特化实现:

> template   <>  
> bool  SettingValue<char \*>::setValue(char \* newValue)  
> \{   
>     if(value)  
>     \{   
>         delete value;  
>     \}  
>      
>     strcpy(value,newValue);  
>      
>     return true;  
> \}  
>

在这个基础上，要实现动态表就更容易了。下面实现出另外一份Setting Manager:

> struct   PropertyTableValueV2 \{   
>       const  PROPERTY\_ID key; // property id  
>     const PROPERTY\_TYPE type; //value type  
>     void \*value;  
> 
> 
> \};  
> 
> 
>   
> 
> 
> static  PropertyTableValueV2 propertyTable\[\] = \{   
>     \{  ID1, TYPE\_INT, newSettingValue<int>\},  
>     \{  ID2, TYPE\_STRING, newSettingValue<constchar \*>\},  
>     \{  ID\_NONE, TYPE\_INT,  NULL\}  
> 
> 
> \};   
> 
> 
>   
> 
> 
> class   SettingsV2 \{   
> public :  
>     template<typename T> bool setValue(PROPERTY\_IDid, T value)  
>      \{         
> SettingValue<T> \*vPointer = reinterpret\_cast<SettingValue<T> \*>(getSettingValueOfProperty(id));         if(!vPointer)\{               
> return false;           
> \}  
>         vPointer->setValue(value);           
> return true;        
> \}  
>      
>     template<typename T> T getValue(PROPERTY\_IDid)       
> \{           
> int index = getRowOfProperty(id);  
>         if(index==-1 )               
> return NULL;  
>         SettingValue<T> \*vPointer =  reinterpret\_cast<SettingValue<T> \*>(getSettingValueOfProperty(id));  
>         return vPointer->getValue();     \} 
> 
> \};   
> ///\[Horky\]省略部分代码///  
> \};  
>

\*注意在使用getValue时要在函数后面加类型约束，如下:

printf ( "SettingsV2: id1 is %d\\n" , (mySetting. getValue < int >( ID1 )));

printf ( "SettingsV2: id2 is %s\\n" ,(mySetting. getValue < char   \*>( ID2 )));

## **4.进一步优化** ##

到这里，实现了一个比较正常的表驱动方法了。但就问题而言，还至少有两个化点:

a. 实现动态表。进一步降低属性变化的成本，也更符合封装的原则。

b. 将枚举ID改为字串属性，即以字串为id (以hash方式处理，不会明显增加运行成本), 更加灵活。特别有利于序列化可读的文本。

如果要再进一步，还可以增加一个KEY的类型，来实现出可嵌套的参数设置。比如:

id2: (int)0

id2: (string)xhorkyxxx

id3: (key)

id3\_1:(int)1

id3\_2:(float)0.3

## **5. 关于兼容多参数** ##

针对开篇提到的问题，其实现方式也是使用模板类实现，贴出支持两个参数的类定义就能理解了（如果只是针对这个例子，就有点杀机焉用宰牛刀的感觉！WebKit的代码里这类似的应用。）:

> template<typename P1,typename P2>  
> class OperatorWithParameter2 \{   
> public:  
>     typedef void (\*Method)(P1,P2);  
>     typedef const P1& Param1;  
>     typedef const P2& Param2;  
>      
>     static OperatorWithParameter2\* create(Method method, Param1 parameter1,Param1 parameter2)  
>     \{   
>         return (new OperatorWithParameter2(method, parameter1,parameter2));   
>     \}  
>      
> private:  
>     OperatorWithParameter2(Method method, Param1 parameter1, Param2 parameter2)  
>     : m\_method(method)  
>     , m\_parameter1(parameter1)  
>     , m\_parameter2(parameter2)  
>     \{   
>     \}  
>      
>     virtualvoid perform()  
>     \{   
>         (\*m\_method)(m\_parameter1,m\_parameter2);  
>     \}  
>      
> private:  
>     Method m\_method;  
>     P1 m\_parameter1;  
>     P2 m\_parameter2;  
> 
> 
> \};  
>

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