C ++: ассоциация, агрегирование и композиция

Я собираюсь игнорировать агрегирование. Это не очень четко определенная концепция, и, на мой взгляд, она вызывает больше путаницы, чем того стоит. Композиции и ассоциации вполне достаточно, Крейг Ларман мне так сказал. Возможно, это не тот ответ, который искал ваш инструктор, но вряд ли он будет реализован на C ++ иначе, чем Association.

Не существует единого способа реализации композиции и ассоциации. То, как вы их реализуете, будет зависеть от ваших требований, например, от множественности отношений.

Состав

Самый простой способ реализовать композицию - использовать простую переменную-член Bar, как вы предложили. Единственное изменение, которое я хотел бы сделать, - это инициализировать bar в списке инициализаторов членов конструктора:

// COMPOSITION - with simple member variable
class Foo {
 private:
  Bar bar;
 public:   
  Foo(int baz) : bar(baz) {}
};

Как правило, рекомендуется инициализировать переменные-члены с помощью списка инициализации конструктора, это может быть быстрее, а в некоторых случаях, например, с константными переменными-членами, это единственный способ их инициализировать.

Также может быть причина реализовать композицию с помощью указателя. Например, Bar может быть полиморфным типом, и вы не знаете конкретный тип во время компиляции. Или, возможно, вы хотите переслать объявление Bar, чтобы минимизировать зависимости компиляции (см. идиому PIMPL). Или, возможно, кратность этого отношения составляет от 1 до 0..1, и вам необходимо иметь нулевое значение Bar. Конечно, поскольку это Композиция Foo должна владеть Bar, и в современном мире C ++ 11 / C ++ 14 мы предпочитаем использовать интеллектуальные указатели вместо владения необработанными указателями:

 // COMPOSITION - with unique_ptr
class Foo {
 private:
  std::unique_ptr<Bar> bar;
 public:   
  Foo(int baz) : bar(barFactory(baz)) {}
};

Я использовал здесь std::unique_ptr, потому что Foo является единственным владельцем Bar, но вы можете использовать std::shared_ptr, если другому объекту требуется от std::weak_ptr до Bar.

Ассоциация

Ассоциация обычно реализуется с помощью указателя, как вы это сделали:

// Association - with non-owning raw pointer
class Foo {
 private:
  Bar* bar;
 public:   
  void setBar(Bar* b) { bar = b; }
};

Конечно, вы должны быть уверены, что Bar будет активен, пока Foo его использует, иначе у вас будет зависший указатель. Если время жизни Bar менее ясно, то более подходящим может быть std::weak_ptr:

// Association - with weak pointer
class Foo {
 private:
  std::weak_ptr<Bar> bar;
 public:   
  void setBar(std::weak_ptr<Bar> b) { bar = std::move(b); }
  void useBar() {
    auto b = bar.lock();
    if (b)
      std::cout << b->baz << "\n";
  }
};

Теперь Foo может использовать Bar, не опасаясь остаться с висящим указателем:

 Foo foo;
 {
   auto bar = std::make_shared<Bar>(3);
   foo.setBar(bar);
   foo.useBar(); // ok
 }  
 foo.useBar(); // bar has gone but it is ok

В некоторых случаях, когда право собственности на Bar действительно неясно, ассоциация может быть реализована с использованием std::shared_ptr, но я думаю, что это должно быть крайней мерой.

Что касается вашей реализации агрегирования с глубокой копией указателя Bar. Я бы не сказал, что это типичная реализация, но, как я уже сказал, это зависит от ваших требований. Вам нужно убедиться, что вы вызываете delete для своего bar указателя-члена в Foo деструкторе, хотя в противном случае у вас есть утечка памяти (или используйте интеллектуальный указатель).