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c++ - C++ 过滤器管道

问题描述

我想为我的应用程序开发一个过滤器管道。管道应该由任意数量的过滤器组成。

对于过滤器，我声明一个抽象基类，如下所示：

struct AbstractFilter {
    virtual void execute(const std::string& message) = 0;
    virtual ~AbstractFilter() = default;
}

每个过滤器都应该从这个基类继承并实现execute方法。像这样：

struct PrintMessage : public AbstractFilter {
    void execute(const std::string& message) override {
        std::cout << "Filter A " << message << '\n';
        //hand over message to next Filter

    }
}

struct Upper : public AbstractFilter {
    void execute(const std::string& message) override {
        std::string new_line;
        for (char c : line)
           new_line.push_back(std::toupper(c));
        //hand over message to next Filter
    }
}

struct WriteToFile : public AbstractFilter {
    void execute(const std::string& message) override {
        std::ofstream of{"test.txt"};
        of << message;
        of.close();
    }
}

编辑1：

消息应该从管道中的一个过滤器发送到下一个过滤器。例如，如果管道是这样的：

上 -- PrintMessage -- WriteToFile

消息应通过所有 3 个过滤器。（例如，如果Upper完成了他的工作，则应该将消息发送到PrintMessage等等）

在上面的例子中，如果消息Hello World被发送到管道，输出应该是：

Console:
HELLO WORLD
test.txt:
HELLO WORLD

编辑2：

过滤器仅更改给定消息的内容。类型没有改变。每个过滤器都应该使用例如字符串或给定的类。消息仅转发给一位收件人。

我现在的问题是如何连接这些过滤器？

我的第一个猜测是使用Queues. 所以每个过滤器都有一个Input和Output队列。为此，我认为每个过滤器都应该在它自己的内部运行，并在数据添加到他的队列Thread时收到通知。Input（Output比如FilterA的InputQueue也是FilterB的Queue）

我的第二个猜测是使用责任链模式，boost::signals2 因此 FilterB 例如连接到 FilterA 的信号。FilterA 在完成工作后调用这些过滤器。

两种解决方案哪个更灵活？或者有没有更好的方法来连接过滤器？

另一个问题是否也可以在一个线程内运行整个管道，以便我可以启动多个管道？（在示例中，有 3 个 FilterA-FilterB-FilterD 管道启动并运行？）

标签： c++multithreadingboostpipeline

解决方案

我相信责任链模式更简单，允许更简洁的代码和更大的灵活性。

您不需要第三方库来实现它。
您所说的过滤器实际上是处理程序。所有处理程序都实现一个通用接口，定义一个可以命名的方法，handle()甚至可以将对象作为参数来共享状态。每个处理程序都存储一个指向下一个处理程序的指针。它可能会或可能不会在其上调用该方法；在后一种情况下，处理停止，它充当过滤器。

如果其中一些需要其他的输出作为输入，则并行运行流水线阶段会更复杂。对于并行运行的不同管道，每个管道都将在自己的线程上运行，您可以使用队列将输入传递给它。

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