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查詢能力（Capability Query）

目的

在執行期間，檢查是否物件支持一個介面

動機

從實作分離出介面是一個好的物件導向設計練習。在C++，介面類別慣用語（Interface Class idiom）被用於從實作分離出介面，而且藉由執行期間多型（polymorphism）喚起任意抽象類（abstraction） 的公用的成員函數。擴展介面類別慣用語的範例，一個具象的類別（concrete class）可能繼承多個介面，如以下所示。

class Shape { // 介面類別
   public:
    virtual ~Shape();
    virtual void draw() const = 0;
    //...
};
class Rollable { // 又一個介面類別
  public:
    virtual ~Rollable();
    virtual void roll() = 0;
};
class Circle : public Shape, public Rollable { // circles roll - 具象的類別
    //...
    void draw() const;
    void roll();
    //...
};
class Square : public Shape { // squares 不能 roll - 具象的類別
    //...
    void draw() const;
    //...
};

現在假設我們得到抽象類別的指標容器，我們在每個指標能簡單喚起函數roll()，就如同介面慣用語所描述。

std::vector<Rollable *> rollables;
// 以某種方法去填補指標向量容器。
for (vector<Rollable *>::iterator iter (rollables.begin());
     iter != rollables.end();
     ++iter)
{
  iter->roll();
}

有時候，不可能事先知道物件是否有實作一個特定介面。這樣的情況普遍發生在一個物件有繼承多個介面類別。使用查詢能力慣用語是為了知道在執行期間介面存在與否。

解決方案與範例程式

在C++ ，查詢能力（Capability Query）典型被表示在不相關的資料型態之間一個動態型別轉換dynamic_cast。 ( if you're using w/o RTTI, dynamic_cast to derived class may have a compile error)

Shape *s = getSomeShape();
if (Rollable *roller = dynamic_cast<Rollable *>(s))
  roller->roll();

使用dynamic_cast經常被稱作跨型別轉換（cross-cast），因為它企圖轉換透過階層，而不是往上或往下到一個階層。 在此範例中Shape 和Rollable的階層，使用dynamic_cast 轉換型別到 Rollable 將只成功在Circle，而不是Square。因為，Square並沒有繼承介面類別 Rollable。

查詢能力（Capability Query）過度使用經常是物件導向設計不良的跡象。

已知應用

Acyclic Visitor Pattern - Robert C. Martin.

相關的慣用語

• Interface Class
• Inner Class

參考

Capability Queries - C++ Common Knowledge by Stephen C. Dewhurst