如何用c++表驱动替换if/else和switch/case语句

Z时代
2024-01-10
分类：IT

C++的表驱动法

目的：使用表驱动法，替换复杂的if/else和switch/case语句。

一、常用示例

以switch为例，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代码段，实际集成了3种类型逻辑：

1. 实现关键字的处理代码；

2. 将关键字与处理代码关联；

3. 以关键字选择分支，执行处理代码；

我们将在一个switch代码中维护3种变化。将1的处理代码段，模块化为函数后，变化点减少为2个。

在分支增加到几十个时，代码维护性变得很差；而且switch对非整数类型无能为力。

二、表驱动法

做法：

1. 将变化点2，做成一个[关键字:处理函数]映射结构（推荐map容器），在独立函数中赋值。

2. 将变化点3，做成一个查找关键字，执行对应函数的简单函数

好处：

1. 独立出“选择分支”变化点，变为固定的处理流程。

2. 独立出“关键字和处理函数的关联”，易于维护。

限制条件：

1. 处理函数类型一样（这在C++中不成问题）；

2. 处理函数简单，但每个函数有差异（如果处理较为复杂，请使用创建型设计模式）

扩展：

1. 对于处理函数由符合条件分支情况，变化点2使用list结构，按优先级关联处理函数，使用 “职责链”形式的表驱动法。

三、C++实现注意

代码：


// 3个文件，Client.cpp, TableDrave.h, TableDrive.cpp
// vvvvv Client.cpp begin
// ------------------------------------------------------------
// Name         :   Client.cpp
// Description  :   调用接口
// 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  :   表驱动头文件
// History      :   
// ------------------------------------------------------------
#ifndef     _TEST_DRIVE_H
#define     _TEST_DRIVE_H
#include    <map>
// ------------------------------------------------------------
// 测试用关键字
enum KEYWORD
{
    KEYWORD_START = -1,
    KEYWORD_A = 0,
    KEYWORD_B,
    KEYWORD_C,
    KEYWORD_D,  
    KEYWORD_END,
};
// ------------------------------------------------------------
// 可以使用 std:: 单个引用
using namespace std;
class TableDrive
{
public: 
    // ------------------------------------------------------------
    // Description : 
    //      根据关键字，执行处理函数
    // Parameters : 
    //      string keyword，关键字
    // Return Value : 
    //      bool，true，函数执行成功，false，找不到键字对应的函数，或函数执行失败
    // Errors : 
    //      无
    // ------------------------------------------------------------ 
    bool HandleKeyword(int keyword);
    // ------------------------------------------------------------
    // Description : 
    //      关联关键字到处理函数
    // Parameters : 
    //      无
    // Return Value : 
    //      bool，true，正常，false，异常
    // Errors : 
    //      无
    // ------------------------------------------------------------ 
    bool MapKeyToHandle();  
    TableDrive();
    ~TableDrive();
private:
    // vv 处理函数，true，执行成功，false，执行失败
    bool HandleKeyA();
    bool HandleKeyB();
    bool HandleKeyC();
    // ^^
private:
    // :TRICKY: 成员函数指针定义
    typedef bool (TableDrive:: *PHandle)(void);
    map<int, PHandle>   m_KeyToHandle;      // 关键字对应处理函数
};
#endif
// ^^^^^ TableDrive.h end
// vvvvv TableDrive.cpp begin
// ------------------------------------------------------------
// Name         :   TableDrive.cpp
// Description  :   表驱动实现文件
// History      : 
// ------------------------------------------------------------
#include    <stdio.h>
#include    "TableDrive.h"
// ------------------------------------------------------------
// 根据关键字，执行处理函数
bool TableDrive::HandleKeyword(int keyword)
{
    typedef map<int, PHandle>::const_iterator CI;
    CI iter = m_KeyToHandle.find(keyword);
    // 没有搜索到关键字
    if (m_KeyToHandle.end() == iter)
    {
        printf("\n  @@ search Keyword %d fail!\n", keyword);
        return false;
    }
    // :TRICKY: 注意成员函数指针的引用格式
    PHandle pFunction = iter->second;
    return (this->*pFunction)();
}
TableDrive::TableDrive()
{
    printf("\n  vv TableDrive::TableDrive()\n");
    MapKeyToHandle();
}
TableDrive::~TableDrive()
{
    printf("\n  ^^ TableDrive::~TableDrive()\n");
}
// ------------------------------------------------------------
// 关联关键字到处理函数
bool TableDrive::MapKeyToHandle()
{
    m_KeyToHandle[KEYWORD_A]    = &TableDrive::HandleKeyA;
    m_KeyToHandle[KEYWORD_B]    = &TableDrive::HandleKeyB;
    m_KeyToHandle[KEYWORD_C]    = &TableDrive::HandleKeyC;
    return true;
}
// 处理函数 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