基於原則設計是一種基於C++電腦程式設計規範，以原則（Policy）為基礎，並結合C++的模板元編程（template metaprogramming）。policy-based首見於 Andrei Alexandrescu 出版的 《Modern C++ Design》 一書以及他在C/C++ Users Journal雜誌專欄 Generic<Programming> 。
基本介紹
- 中文名：基於原則設計
- 外文名：Policy-Based Class Design
- 又稱：policy-based programming
簡介,Template Template,示例,C++設計原則,
簡介
Policy的意思是方針，或策略，也就是將原本複雜的系統，拆解成多個獨立運作的“策略類別”（policy class），每一組policy class都只負責單純如行為（behavior, method）或結構（structure）的某一方面。Templetes與多重繼承（Multiple Inheritance）兩項技術互補。多重繼承由於繼承自多組 Base Class，故缺乏型別訊息（type information），而Templetes基於型別，擁有豐富的型別訊息。多重繼承容易擴張，而Templetes的特化（Specialization）不容易擴張。Policy-Based Class Design 同時使用了 Template 以及 Multiple Inheritance 兩項技術，結合兩者的優點。
template
<
class Policy1,
class Policy2,
class Policy3
>
class PolicyBasedClass:public Policy1, public Policy2
{
public:
PolicyBasedClass(){};
};
PolicyBasedClass則稱為宿主類別（host class），只需要切換不同 Policy Class，就可以得到不同的需求。Policy不一定要被宿主（host）繼承，只需要用委託（delegation）完成這一工作。但policies必須遵守一個隱含的constraint，接口（interface）必須一樣，故參數不能有巨大改變。
Policy class有點類似回調函式（callbacks），但不同的是，callback只是一個函式，至於 policy class 則儘可能包含許多的 functions (methods), 有時還會結合狀態變數（state variables）與其他各式各樣的類型，如嵌套類型（nested types）。
policy 的一個重要的特徵是，宿主類別（host class）經常（並不一定要）使用多重繼承的機制去使用多個 policy classes. 因此在進行 policy 拆解時，必須要儘可能達成正交分解（Orthogonal Decomposition），policy彼此獨立運作，不相互影響。
Template Template
Parameter
在 C++ 的Policy-Based Design 中，用來建構 Template 的類別參數（也就是policy class），本身亦可以是一個 Tempate 化的類別，形成所謂的 Template Template Parameter。
如果 Read()、Write() 有各種不同名目的參數時，可以利用 template 的不完全具現化 (Incomplement Instantiation) 特徵檢實現各個參數不同的成員函式（member function）。在host class中，可以撰寫不同參數版本的 Read(...) 函式，這有賴於c++ compiler的協助。
template
<
class T,
template< class > class ReadPolicy,
template< class > class WritePolicy
>
class ResourceManager
:
public ReadingPolicy< T >,
public WritingPolicy< T >
{
public:
void Read();
void Write(XmlElement*);
void Write(DataSource*);
};
上述的class T即是一個Template Template Parameter，這使得 Policy Class 更具擴充性與彈性，能夠處理各種類型的實體（instance）。
void main()
{
ResourceManager< AnimationEntity, BinaryReader, BinaryWriter > ResMgr1;
ResourceManager< ScriptEntity, TextReader, TextWriter > ResMgr2;
}
示例
下例是 C++hello world的示例，可以使用各種原則（policies）列印文字。
template<
typename output_policy,
typename language_policy
>
class HelloWorld
: public output_policy,
public language_policy
{
using output_policy::Print;
using language_policy::Message;
public:
//behaviour method
void Run()
{
//two policy methods
Print( Message() );
}
};
#include <iostream>
class HelloWorld_OutputPolicy_WriteToCout
{
protected:
template< typename message_type >
void Print( message_type message )
{
std::cout << message << std::endl;
}
};
#include <string>
class HelloWorld_LanguagePolicy_English
{
protected:
std::string Message()
{
return "Hello, World!";
}
};
class HelloWorld_LanguagePolicy_German{
protected:
std::string Message()
{
return "Hallo Welt!";
}
};
int main()
{
/* example 1 */
typedef
HelloWorld<
HelloWorld_OutputPolicy_WriteToCout,
HelloWorld_LanguagePolicy_English
>
my_hello_world_type;
my_hello_world_type hello_world;
hello_world.Run(); //returns Hello World!
/* example 2
* does the same but uses another policy, the language has changed
*/
typedef
HelloWorld<
HelloWorld_OutputPolicy_WriteToCout,
HelloWorld_LanguagePolicy_German
>
my_other_hello_world_type;
my_other_hello_world_type hello_world2;
hello_world2.Run(); //returns Hallo Welt!
}
你可以更容易的撰寫其他的 Output policy, 單靠你創造更新的Policy class並實現print於其中。
C++設計原則
在《C++語言的設計和演化》（1994）中，Bjarne Stroustrup描述了他在設計C++時，所使用的一些原則。知道這些原則有助於理解C++為何會是這個樣子。以下總結了一些原則，詳盡的內容可參閱《C++語言的設計和演化》：
●C++設計成使用靜態類型機制、和C同樣高效且可移植的多用途程式設計語言。
●C++設計成直接的和廣泛的支持多種程式設計風格（過程化程式設計、數據抽象化、面向對象程式設計、泛型程式設計）。
●C++設計成給程式設計者更多的選擇，即使可能導致程式設計者選擇錯誤。
●C++設計成儘可能與C兼容，藉此提供一個從C到C++的平滑過渡。
●C++避免平台限定或沒有普遍用途的特性。
●C++不使用會帶來額外開銷的特性。
●C++設計成無需複雜的程式設計環境。
