一个机器人的多接口适配

骆驼祥子

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        阿西莫夫的科幻小说，想必很多人都看过，尤其是机器人系列给我的印象相当深刻。不管是机器人三定律，类人机器人，还是那个样子虽丑却具有读心术的机器人，都令我感叹作者的惊人想象力啊。
        造一个机器人对我来讲，目前无异于天方夜谭，但是设计一个虚拟机器人应该还是有可能的。好吧，我非常想要一个能和我聊天的机器人，于是我设计一个机器人class RobotTalker，它可能是从某个Robot类继承而来，但，先不管那么多。我只是希望这个机器人能同我正常聊天，以排除宅男的孤独，给我一种存在感。
        我对虚拟机器人有一个特殊的需求，就是要求它能说多种语言，有时可以用普通话和我聊天，有时也能用家乡话给父母解解闷，有时可以在网络上跟国外的程序员们交流一下技术，权当是个翻译。但我只会中文，我自己只能研发出它的中文语言模块。我给RobotTalker提供的随机附带默认的语言接口是DefaultCompany.h：

#ifndef Default_Interface_h
#define Default_Interface_h

void SpeakInChinese(); //函数的具体实现可能在另外一个.cpp文件中，也有可能在一个单独的dll中

#endif

        在我发布了我要做聊天机器人的信息后，收到两个网友的来信，有意为我提供英语模块和俄语模块，他们的接口采取了和我默认接口同样的形式。

CompanyEngland.h 中提供的是英国英语接口：
#ifndef Company_England_h
#define Company_England_h

void SpeakInEnglishUK();

#endif

CompanyRussia.h 提供的是俄语接口。
#ifndef Company_Russia_h
#define Company_Russia_h

void SpeakInRussian();

#endif

同样，他们的具体实现都是以dll形式提供的。

不过，这两个网友给我提了一个交换条件，就是我的机器人做好之后，他们也要一份拷贝，而且他们只想要自己的语言版本。这下可难住我了，看来我得想办法针对我们三个人不同的需求来适配接口。首先，为我们三个人的语言模块分别分配一个厂商代码，根据CompanyCode来决定Robot的实现版本。


在刚开始没有思路的情况下，我先使用传统的C语言形式设计了如下的RobotTalker。
class RobotTalker
{
public:
    RobotTalker(){};
    virtual ~RobotTalker(){};

    void SpeakLanguage();
};

//函数实现：根据宏定义，编译不同的接口。
void RobotTalker::SpeakLanguage()
{
#ifdef DefaultCompanyCode
    SpeakInChinese();
#endif

#ifdef CompanyRussiaCode
    SpeakInRussian();
#endif

#ifdef ComanyEnglandCode
    SpeakInEnglishUK();
#endif
}
依赖于宏编译出不同版本的这种实现形式，不管看起来怎么别扭，但至少已经实现了我们三个人的需求。不过我不敢把这种代码发布给我的客户，在一个宏起作用的情况下，另外两个语言接口是不会被编译的，而且我每次发布代码都要更换宏定义，编译三次啊。

有没有能一劳永逸的方法呢？C++的模板是代替这种宏编译的一种不错的形式。我给机器人设计一个指定类型作为模板参数的模板函数，我的中文模块接口作为模板的一般形式，而英语和俄语作为模板的特化版本，这样客户代码调用机器人代码时，只需要把CompanyCode作为模板参数传递给RobotTalker就可以了。

首先看机器人的语言接口如何实现：

#ifndef Robot_Reader_h
#define Robot_Reader_h

#include "DefaultCompany.h"
#include "CompanyEngland.h"
#include "CompanyRussia.h"

//厂商代码
const int DefaultCompanyCode = 1;
const int CompanyEnglandCode = 100;
const int CompanyRussiaCode = 200;


//聊天机器人
class RobotTalker
{
public:
    RobotTalker(){};
    virtual ~RobotTalker(){};

    template<int CompanyCode> void SpeakLanguage();
};

//函数实现的一般版本默认朗读语言是中文
template<int CompanyCode>
void RobotTalker::SpeakLanguage()
{
    SpeakInChinese();
}

//英语特化版本
template<>
void RobotTalker::SpeakLanguage<CompanyEnglandCode>()
{
    SpeakInEnglishUK();
}

//俄语特化版本
template<>
void RobotTalker::SpeakLanguage<CompanyRussiaCode>()
{
    SpeakInRussian();
}

#endif

我的机器人代码只需要一套，所有的接口时时刻刻都处于编译器的检查范围，也就是说，所有的厂商接口都会始终被编译。而且，只使用英语模块的客户，另外两个接口根本不会编译为可执行代码，不会占用多余的内存空间，和宏一样的效果。
客户要使用这个RobotTalker实现自己定义语言的机器人时，那就很方便了。
#include "RobotTalker.h"

int main()
{
    RobotTalker robot;
    robot.SpeakLanguage<CompanyEnglandCode>(); //讲英语
robot.SpeakLanguage< DefaultCompanyCode>(); //讲中文

RobotTalker tRobotRussian;
robot.SpeakLanguage< CompanyRussiaCode>(); //讲俄语
}

        本文只针对多厂商接口（而且接口格式相同）这个需求展开了讨论，目的是推介一下C++ Template的威力，至于要实现不同功能的机器人之类的话题，那是设计模式的范畴，就不多嘴了。另外针对上述需求，还有一种实现方式，就是根据厂商代码使用不同厂商的接口函数，初始化一个函数指针，客户代码调用时设定自己的厂商代码，调用的函数指针自然就是自己的接口函数。但我总觉得函数模板的形式更优雅一些。

Kevin_Qing

说了半天，就是插件的调用方法。

模板还是宏本质都是编译时决定的，要换语言必须重新编译。这2个没有显著区别。

你可以这么用
template<int code>robot;

template<>robot<EN>{
//实现英文
...
};
//其他语言...

const int code=EN;//改这个就换语言了

typedef robot<code> Robot;

void main(){
Robot r;
r.xxx();
}

常用的插件办法都是用接口实现。

//一个更好的办法，使用接口来定义Robot.

struct RobotBase{
virtual void talk()=0;
virtual ~RobotBase()=0;
};
RobotBase::~RobotBase(){}

//enbot.dll
struct RobotEn:public RobotBase{
//........
};
//主程序
void main()
{
const char* currentLanguage="en.dll";
RobotBase *pBot;
HMODULE hDll=LoadPlugins(currentLanguage);
pBot=CreateBotFromModel(hdll);//从dll的导出函数建立一个Robot对象并返回.
pBot->talk();
}

dll名字存放于配置文件，主程序即可通用各种语言。