游戏中的人物伤害值计算问题。
（一）方法（1）：一般来讲可以使用虚函数的方法：
class GameCharacter {
public:
virtual int healthValue() const; //返回人物的体力值，派生类可以做出修改
...
};
这确实是一个显而易见的设计选择。但因为这样的设计过于显而易见，可能不会对其它可选方法给予足够的关注。我们来考虑一些处理这个问题的其它方法。
（二）方法（2）：使用NVI方法，在基类中使用一个公有的普通函数调用私有的虚函数。
class GameCharacter{
public:
int healthValue() const { //派生类不能重新定义它
... //做一些事前工作
int retVal = doHealthValue(); //调用私有函数进行计算
... //做一些事后工作
return retVal;
}
private:
virtual int doHealthValue() const{ //派生类可以重新定义
... //提供缺省算法
}
};
NVI手法的一个优势通过
"做事前工作" 和 "做事后工作" 两个注释在代码中标示出来。这意味着那个外覆器可以确保在virtual函数被调用前，特定的背景环境被设置，而在调用结束后，这些背景环境被清理。例如，事前工作可以包括锁闭一个mutex，生成一条日志，校验类变量和函数的先决条件是否被满足，等等。事后工作可以包括解锁一个mutex，校验函数的事后条件，再次验证类约束条件，等等。如果你让客户直接调用virtual函），确实没有好的方法能够做到这些。
NVI手法其实没必要让virtual函数一定是private。有时必须是protected（在继承体系中，子类要直接调用基类成员函数）。还有时候甚至是public，这么一来的话就不能实施NVI手法了。
（三）方法（3）使用函数指针。
class GameCharacter; //前置声明
//以下函数是计算健康指数的缺省算法
int defaultHealthCalc(const GameCharacter& gc);
class GameCharacter{
public:
typedef int (*HealthCalcFunc)(const GameCharacter&);
explicit GameCharacter(HealthCalcFunc hcf = defaultHealthCalc) : healthFunc(hcf)
{ }
int healthValue() const{
return healthFunc(*this);
}
...
private:
HealthCalcFunc healthFunc;
};
这种方法的优点是它能够：
（1）通过定义不同的体力值计算方法，同种类型的人物通过调用不同的函数可以实现不同的计算方法：
class EvilBadGuy: public GameCharacter {
public:
explicit EvilBadGuy(HealthCalcFunc hcf = defaultHealthCalc)
: GameCharacter(hcf)
{...}
...
};
int loseHealthQuickly(const GameCharacter&);
int loseHealthSlowly(const GameCharacter&);
EvilBadGuy ebg1(loseHealthSlowly);//相同类型的人物搭配
EvilBadGuy ebg2(loseHealthQuickly);//不同的健康计算方式
（2）人物的体力计算方法可以在运行期间变更（相当于为GameCharacter的私有变量重新赋值）。
例如GameCharacter可提供一个成员函数setHealthCalculator，用来替换当前的健康指数计算函数。
使用函数指针这种方法（包括以后的两种方法）可能会使用类外的函数，从而降低封装性。所以在用这种方法的时候，他的上面两种优点能否弥补他的缺点（降低类的封装性）是我们在整个设计之前需要考虑的东西。
（四）方法（4）使用tr1::function完成Strategy模式。
class GameCharacter;
int defaultHealthCalc(const GameCharacter& gc);
class GameCharacter {
public:
//HealthCalcFunc可以是任何“可调用物”，可被调用并接受任何兼容于GameCharacter之物，返回任何兼容于int的东西，详下：
typedef std::tr1::function<int (const GameCharacter&)> HealthCalcFunc;
//这种定义表示HealthCalcFunc作为一种类型，接受GameCharacter类型的引用，并返回整数值，其中支持隐式类型转换
explicit GameCharacter(HealthCalcFunc hcf = defaultHealthCalc) : healthFunc(hcf)
{}
int healthValue() const{
return healthFunc(*this);
}
...
private:
HealthCalcFunc healthFunc;
};
那个签名代表的函数是“接受一个reference指向const GameCharacter，并返回int”
std::tr1::function<int (const GameCharacter&)>
所谓兼容，意思是这个可调用物的参数可被隐式转换为const GameCharacter&，而其返回类型可被隐式转换成int。
在这里，GameCharacter持有一个tr1::function对象，相当于一个指向函数的泛化指针。
在使用这个方法时P175介绍了三种调用方式，即使用三种方式初始化GameCharacter的派生类：一个具体的函数，一个函数对象，以及一个像std::tr1::bind(&GameLevel::health,
currentLevel, _1)这样用一个对象的成员函数。
EvilBadGuy ebg1(calcHealth); //使用某个函数 EyeCandyCharacter ecc1(HeathCalculator()); //使用某个函数对象（包含一个函数的结构体） GameLevel currentLevel; EvilBadGuy ebg2(std::tr1::bind(&GameLevel::health, currentLevel, _1));
完整代码像这样：
客户在“指定健康计算函数”这件事上有更惊人的弹性：
short calcHealth(const GameCharacter&); //函数return non-int
struct HealthCalculator {//为计算健康而设计的函数对象
int operator() (const GameCharacter&) const
{
...
}
};
class GameLevel {
public:
float health(const GameCharacter&) const;//成员函数，用于计算健康
...
};
class EvilBadGuy : public GameCharacter {
...
};
class EyeCandyCharacter : public GameCharacter {
...
};
EvilBadGuy ebg1(calcHealth);//函数
EyeCandyCharacter ecc1(HealthCalculator());//函数对象
GameLevel currentLevel;
...
EvilBadGuy ebg2(std::tr1::bind(&GameLevel::health, currentLevel, _1));//成员函数
GameLevel::health宣称它接受两个参数，但实际上接受两个参数，因为它也获得一个隐式参数GameLevel，也就是this所指的那个。然而GameCharacter的健康计算函数只接受单一参数：GameCharacter。如果我们使用GameLevel::health作为ebg2的健康计算函数，我们必须以某种方式转换它，使它不再接受两个参数（一个GameCharacter和一个GameLevel），转而接受单一参数（GameCharacter）。于是我们将currentLevel绑定为GameLevel对象，让它在“每次GameLevel::health被调用以计算ebg2的健康”时被使用。那正是tr1::bind的作为。
（五）方法（5）使用古典的Strategy模式
将健康计算函数做成一个分离的继承体系中的virtual成员函数。
class GameCharacter;
class HealthCalcFunc {
...
virtual int calc(const GameCharacter& gc) const
{...}
...
};
HealthCalcFunc defaultHealthCalc;
class GameCharacter {
public:
explicit GameCharacter(HealthCalcFunc* phcf = &defaultHealthCalc)
:pHealthCalc(phcf);
{}
int healthValue() const
{
return pHealthCalc->calc(*this);
}
...
private:
HealthCalcFunc* pHealthCalc;
};
每一个GameCharacter对象都内含一个指针，指向一个来自HealthCalcFunc继承体系的对象。
还可以提供“将一个既有的健康计算算法纳入使用”的可能性--只要为HealthCalcFunc继承体系添加一个derived class即可。
UML图在书上P176。
（六）总结：
虚函数的替代方案有：
（1）使用non-virtual interface（NVI）方法，它是Template Method设计模式的一种特殊形式。使客户通过仅有的非虚函数间接调用私有的虚函数，该公有的非虚函数称为私有虚函数的“外覆器”（wrapper）。公有的非虚函数可以在调用虚函数前后做一些其他工作（如互斥器的锁定与解锁，验证约束条件等）。
（2）将虚函数替换为“函数指针成员变量”，它是Strategy设计模式的一种分解表现形式。
（3）以tr1::function成员变量替换虚函数，从而允许使用任何可调用物搭配一个兼容于需求的签名式（这句话表达太晦涩了，很难理解，例子见下）。它也是Strategy设计模式的某种形式。
（4）将继承体系内的虚函数替换为另一个继承体系内的虚函数，这是Strategy设计模式的传统实现手法。
请记住：
（1）virtual函数的替代方案包括NVI手法及Strategy设计模式的多种形式。NVI手法自身是一个特殊形式的Template Method设计模式。
（2）将机能从成员函数移到class外部函数，带来的一个缺点是，非成员函数无法访问class的non-public成员。
（3）tr1::function对象的行为就像一般函数指针。这样的对象可接纳“与给定之目标签名式（target signature）兼容”的所有可调用物（callable entities）。
Effective C++：条款35：考虑virtual函数以外的其他选择,布布扣,bubuko.com