Полиморфные переменные-члены — дизайн класса

(я адаптирую один из моих недавних комментариев Reddit, ответил в основном на тот же вопрос.)

в целом

Не моделируйте сериализацию с наследованием! Это сквозная проблема, которую вы хотите привязать к произвольным типам. Наследование — неподходящий инструмент для этого. Некоторые проблемы с подходом:

• Вы заставляете все сериализуемое стать полноценным полиморфным классом со всеми связанными накладными расходами.
• Вам нужен контроль над типом, который вы хотите сериализовать, а это значит, что вы не можете использовать сторонние типы без их упаковки.
• Поскольку сериализация является сквозной, в какой-то момент вы, вероятно, столкнетесь с проблемой алмаза наследования.
• Фундаментальные типы не могут быть сериализованы таким образом. Вы не можете сделать int производным от Serializable.

Сопоставление с образцом — более гибкий подход. Короче говоря, вы шаблонируете свою структуру сериализации и зависите от определенных функций, доступных для сериализуемых типов. Быстрый, грязный и наивный пример:

struct Something {
    // ...
};

// If these two functions exist a type has serialization support
void serialize(const Something&, SerializedDataStream&);
Something deserialize(SerializedDataStream&);

Теперь вы можете сделать что угодно сериализуемым, вообще не касаясь типа. Это намного более гибко, чем наследование, но, вероятно, делает структуру сериализации более сложной для реализации. Дополнительная поддержка функций-членов (де)сериализации — хорошая идея для более сложных типов, которым требуется доступ к их закрытым данным для правильной (де)сериализации.

Взгляните на Boost Serialization или Cereal для реальных примеров подхода сопоставления шаблонов.

в вашей конкретной ситуации

Чтобы сериализовать более крупные вложенные структуры, вы разделяете функциональность сериализации. Каждый тип должен знать, как сериализовать себя, но не более того. Сериализация сложного члена делегируется этому члену, потому что он тоже должен знать, как сериализовать себя. Таким образом, вы шаг за шагом создаете окончательный JSON.

Важно отметить, что конкретные типы, относящиеся к данным и ссылкам, определяются во время компиляции.

Очевидное решение — превратить Response в шаблон.

template <typename Data, typename Links>
class Response  // note: no more base class
{
public:
    Data data;
    Links links;
};

// externalized serialization functions
void serialize(const Response&, JSONDataStream&);
Response deserialize(JSONDataStream&);

Таким образом, у вас есть правильные типы, доступные для поиска правильной перегрузки функций сериализации для Data и Links, а делегирование сводится к простому их вызову. Осуществимость такого подхода зависит от более широкого контекста. Внедрение шаблона в проект, основанный на полиморфизме, может привести к волновым эффектам во всей кодовой базе. Другими словами, это может быть очень дорогим изменением.

Альтернатива аналогична тому, что вы уже делаете. Сам Response по-прежнему использует подход к сериализации на основе сопоставления с образцом. Но вы сохраняете полиморфизм для Data и Links, включая переопределенные функции виртуальной сериализации. В каждом конкретном производном типе мы возвращаемся к исходной идее «каждый тип знает, как сериализовать себя». Если конкретные классы Data и Links также необходимо сериализовать в других контекстах (не как члены Response), реализуйте для них функции сопоставления с образцом и вызывайте их из переопределенных функций-членов. В противном случае сериализация может происходить непосредственно в этих функциях-членах.

class Data
{
public:
    virtual ~BaseData() = default;
    
    void deserialize(const Poco::JSON::Object::Ptr &payload) = 0;
    Poco::JSON::Object::Ptr to_json() const = 0;
    
    //...
};

class ConcreteData
{
public:
    ~BaseData() override = default;
    
    void deserialize(const Poco::JSON::Object::Ptr &payload)
    {
        // ...
    }
    
    Poco::JSON::Object::Ptr to_json() const
    {
        // ...
    }
}

// ------

Poco::JSON::Object::Ptr Response::to_json() const
{
    // ...
    
    auto serializedData = data->to_json();
    
    // ...
}