C/C++编程：设计类如同设计类型

╰半夏微凉° 2022-05-21 12:59 110阅读 0赞

在C++中，当你定义一个类，也就是定义了一个新类型。这意味着你不仅仅是类设计者，还是类型设计者。重载函数、操作符、控制内存的分配和归还，定义对象的初始化和终结... 全在你手上。你应该像"语句设计者设计语言内置类型"一样的谨慎对待你的类的设计。

那怎么设计好一个类呢？首先你必须了解你面对的问题。几乎每一个类都要求你面对如下提问，而你的回答往往导致了你的设计规范

*  **新type的对象应该如何被创建和销毁**？这会影响到你的类的构造函数和析构函数、内存分配函数以及是否函数(operator new, operator new\[\], operator delete, operator delete\[\])的设计，当然前提是你打算编写它们
 *  **对象的初始化和对象的赋值该有什么样的差别**？这个答案决定了你的构造函数和赋值运算符的行为，以及期间的差异。注意别混肴了”初始化“和"赋值"，因为它们对应于不同的函数调用。
 *  **新type的对象如果被passed by value(传值)，意味着什么**？记住，拷贝构造函数用来定义一个type的传值应该如何实现
 *  **什么是新type的"合法值"**？对类的成员变量而言，通常只有某些数值集是有效的。那些数值集决定了你的类必须维护的约束条件，也就决定了你的成员函数(特别是构造函数、拷贝运算符、和"setter"函数)必须进行的错误检查工作。它有影响函数抛出的异常、以及函数异常明细列
 *  **你的新type需要配合某个继承图系吗**？如果你继承自某些既有的类，你就受到那些类的设计的束缚，特别是受到"它们的函数是virtual或non-virtual"的影响。如果你允许其他类继承你的类，那会影响你所声明的函数---尤其是析构函数---是否为virtual
 *  **你的新type需要什么样的转换**？如果你希望类型T1可以被隐式转换为T2，就必须在类T1中写一个类型转换函数(operator T2)或者在类T2写一个non-explicit-one-argument(可被单一实参调用)的构造函数。如果你只允许explicit构造函数存在，就得写出专门负责执行转换的函数，而且不得为类型转换操作符(type conversion operator)或者non-explicit-one-argument构造函数。 ([这里][Link 1]有隐式和显示转换函数的示例)
 *  **什么样的操作符和函数对此新type而言是合理的**？这个问题的答案将决定你将为你的类声明哪些函数(成员函数或者非成员函数)
 *  什么样的标注函数应该被拒绝？[那些][Link 2]必须声明为private的
 *  **谁该使用新type的成员**？帮助决定哪个成员为public、protected、private。也可以帮助你决定哪一个类或者函数应该是友元，以及将它们嵌套在另一个之内是否合理
 *  **什么是新type的"未声明接口"**(undeclared interface)？它对效率、异常安全性、以及资源运用(比如多任务锁定和动态内存)提供何种保证？你在这些方面提供的保证将为你的类实现代码加上相应的约束条件.
 *  **你的新type有多么一般化**？或许你其实并非要定义一个新type，而是一整个type家族，那么你应该定义一个新的类模板而不是类
 *  **你真的需要一个新type吗**？如果你只是定义新的派生类为既有的类添加功能，那么说不定单纯定义一个或者多个非成员函数或者模板，更能达到目标。

请记住：

*  类的设计就是type的设计。在定义一个新type之前，请确定你已经考虑过本条款所覆盖的所有讨论主题

[Link 1]: https://blog.csdn.net/zhizhengguan/article/details/116593315
[Link 2]: https://blog.csdn.net/zhizhengguan/article/details/116571060