継承先のクラスが使える機能を制限したい

Question

問題点と解決したい点

次のコードを見て下さい。

enum class Graphic { A, B, C };

class Base {
protected:
	// template <typename U = decltype(this)>
	// U は Derived になって欲しい…
	Base() {
		ResourceManager.preload(U::Graphics);
	}
	DrawGraphic(Graphic graphic) {
		Draw(ResoureManager.getGraphicHandle(graphic));
	}
};
class Derived : Base {
public:
	static constexpr auto Graphics = {Graphic::B, Graphic::C};
	void exec() {
		DrawGraphic(Graphic::A); // コンパイル時エラーにしたい
		DrawGraphic(Graphic::B); // 成功
		DrawGraphic(Graphic::C); // 成功
	}
};

このような感じで、画像はA,B,Cの全3種類あり、実際にそれらのリソース管理（読み込み、破棄等）はResourceManagerに任せています。
このとき、Base から派生したすべてのクラスは、そのクラス内で使用する画像の一覧を何らかの形で持っており、必ずコンストラクタで ResourceManager の preload に渡したい。
また、DrawGraphic についてはどの派生先クラスでも同じように Draw するため、Base で定義しています。

Graphics の型は auto(std::initializer_list<Graphic>) になっていますが、なんでも良いです。
とにかく、画像B, C のみが使えることを明示できれば良いです。

質問

どのように基底クラスのコンストラクタに、派生クラスが使用するリソースを伝えれば、DrawGraphic 関数の呼び出しの際に、Graphic::A に対してコンパイル時エラーを生成できますか。

蛇足

そもそも、やることが共通しているからといって、継承で解決しようとするのが間違いですか？
クラス定義の際に、継承先のクラスのコンストラクタでいちいち preload を書いていると忘れる可能性が高いし、その他にやることが増えたり減ったりするかもしれないので、基底クラスでやろうと思いましたが…

Answer 1

こういう感じではどうでしょう

template<Graphic T>
class Drawable
{
public:
    Drawable() {
        preload(T);
    }
    void draw() {
        Draw(getGraphicHandle(T));
    }
};

class Derived : Drawable<Graphic::B>, Drawable<Graphic::C>
{
    void exec() {
        //Drawable<Graphic::A>::draw(); // Error
        Drawable<Graphic::B>::draw(); // OK
        Drawable<Graphic::C>::draw(); // OK
    }
};

そもそも、やることが共通しているからといって、継承で解決しようとするのが間違いですか？

100%ではないですが、間違っていることが多いです。

---

「継承を使うのは間違い」とか言いながら継承使ってました。すみません。
使わないほうがシンプルでいいですので、追記しておきます。

class Derived
{
    Drawable<Graphic::B> b;
    Drawable<Graphic::C> c;
    void exec() {
        //a.draw(); // Error
        b.draw(); // OK
        c.draw(); // OK
    }
};

Comments

[tails]

こちらの方が、よりスマートかなと思いました！
ただ、enum class に対して何かをしたい場合、描画可能であれば Drawable クラス、～可能であれば ～able クラスと、やりたいことの判定に対してクラスが増えていくので、ちょっとやりにくいかなと思いました。

[yuki23]

それならば、そもそもenum class を使うべきかどうかから考慮し直すべきです。
Baseクラスと本質的に無関係な処理をBaseクラスに詰め込んでいくと、どんどん肥大化していつか破綻することになります。一度痛い目にあってみればおわかりいただけるでしょう。

Answer 2

こんにちは。

コンパイル時エラーにしたいということは、DrawGraphic()へ渡すパラメータはテンプレート引数で渡すのが妥当です。（関数の引数は動的にも渡せますので、そのままではコンパイル時エラーにできないです。）

UにDrivedを渡すことは可能です。CTRPとして稀に使われます。

以下の方法でそこそこ近いことができていると思います。std::findはC++20で導入されたconstexprのものが必要です。（現時点ではclangはまだ対応していないようです。g++はコンパイルできました。）

#include <algorithm>
#include <initializer_list>

enum class Graphic { A, B, C };

struct ResourceManager
{
    static void preload(std::initializer_list<Graphic> const&) { }
    static int getGraphicHandle(Graphic) { return 0; }
};

template<class U>
class Base {
protected:
    // template <typename U = decltype(this)>
    // U は Derived になって欲しい…
    Base() {
        ResourceManager::preload(U::Graphics);
    }
    template<Graphic graphic>
    void DrawGraphic() {
        static_assert(U::Graphics.end() != std::find(U::Graphics.begin(), U::Graphics.end(), graphic), "");
        Draw(ResourceManager::getGraphicHandle(graphic));
    }
    void Draw(int) { }
};
class Derived : Base<Derived> {
public:
    static constexpr auto Graphics = {Graphic::B, Graphic::C};
    void exec() {
        DrawGraphic<Graphic::A>(); // コンパイル時エラーにしたい
        DrawGraphic<Graphic::B>(); // 成功
        DrawGraphic<Graphic::C>(); // 成功
    }
};

int main()
{
    Derived derived;
    derived.exec();
}

wandbox

たぶん、コンセプトを使えばもう少し適切なエラー・メッセージを出力させることができるとは思うのですが、力及ばず。

Comments

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テンプレートクラスにするとオブジェクトを Base で持っておいて、他の関数を呼び出したいときに困るかなと思っていましたが、インタフェースを作ればよかったことに気付き、この手法で解決しました。
ありがとうございました！