讀書筆記 effective c++ Item 19 像設計類型（type）一樣設計類

1. 你需要重視類的設計

c++同其他面向對象程式設計語言一樣，定義了一個新的類就相當于定義了一個新的類型（type），是以作為一個c++開發人員，大量時間會被花費在擴張你的類型系統上面。這意味着你不僅僅是一個類的設計者同時是一個類型設計者。重載函數和運算符，控制記憶體配置設定和釋放，定義對象初始化和終結，這些都是你需要考慮的。是以你應該同語言設計者一樣，它們将時間浪費在内建類型的設計上，你就應該對類的設計施以同樣的關注。

2. 高效的類型的特征

設計好的類很具有挑戰性，因為設計好的類型具有挑戰性。好的類型有自然的文法，直覺的語義和一種或多種高效的實作。在c++中，沒有計劃好的類定義将不能達到上述任何目标。甚至一個類的成員函數的聲明方式都可能會影響到成員函數的性能。

3. 在設計一個類時，你需要問自己的若幹問題

是以你怎麼才能設計一個高效的類呢？首先，你必須了解你所面對的問題。幾乎每個類都需要你面對下面的問題，這些問題的答案常常會限制你的設計：

• 新類型的對象應該怎麼被建立和釋放？如何做将影響着類的構造函數和析構函數的設計，同樣影響記憶體配置設定和釋放函數(運算符new[]，運算符 delete,和運算符delete[]看第8章)的設計。

• 對象初始化同對象指派怎麼不一樣？這個問題的回答決定了你的構造函數和指派運算符的行為，以及它們之間的差別。厘清楚初始化和指派很重要，因為他們對應着不同的函數調用（見 Item 4 ）。

• 如果你的新類型對象被當作按值傳遞的參數會意味着什麼？記住，拷貝構造函數定義了一個類型的按值傳遞該如何實作。

• 你的新類型在值的合法性上是如何進行限制的？一般情況下，對于一個類的資料成員來說，隻有值的一些組合才是有效的。這些組合決定你的類必須維持不變性（invariants）。這些不變性就決定了你必須在你的成員函數内部做錯誤檢查，特别是在你的構造函數，指派運算符和”setter”函數中。這也同樣影響函數抛出的異常，以及函數的exception specifications（你可能很少使用）。

• 你的新類型需要配合某個繼承圖中麼？如果你的類從現存的類繼承而來，你就會受這些類設計的束縛，特别是受函數是virtual還是非virtual的束縛（Item 34和Item 36）。如果你希望别的類能繼承自你的類，就會影響你的聲明的函數應該是不是虛函數，特别是析構函數( Item 7 )

• 你的新類型允許何種類型轉換？你的類型會被淹沒在其他類型之中，那麼應該在你的類型和其他類型之間做轉換麼？如果你希望允許類型T1的對象隐式轉換成T2類型的對象，你要麼在類T1中寫一個類型轉換函數（例如，operator T2）要麼在類T2中寫一個non-explicit的單參數構造函數。如果你隻希望進行顯示轉換，就需要寫出執行轉換的函數，但是需要防止這種轉換調用類型轉換操作符或者non-explicit單參數構造函數。（隐式轉換和顯示轉換的例子，見 Item 15 ）

• 對于新類型來說什麼樣的運算符和函數才是有意義的？你對這個問題的回答決定了你會為你的類聲明哪些函數。一些函數會是成員函數，但是另外一些不是（Item 23,Item 24,Item 46）。

• 什麼樣的标準函數應該被禁止？你應該将這樣的函數聲明成private( Item 6

• 誰對你的新類型的成員有通路權？這個問題幫助你決定哪些成員是public的，哪些是protected,哪些是private的。它同樣幫助你決定哪些類和函數應該是friend的，還有把一個類内嵌入另一個類是否有意義。

• 你的新類型的“未定義接口”是什麼？對于性能，異常安全(Item 29)和資源的使用（比如鎖和動态記憶體），你提供了什麼樣的保證？在這些領域中你所提供的保證将會對你的類實作強加限制。

• 你的新類型有多普遍？可能你沒有定義一個新的類型。你在定義一整個類型族。如果是這樣，你不需要定義一個新類，你需要的是一個新的類模版。

• 這個新類型真的是你想要的麼？如果定義一個新的派生類隻是為了在這個類中添加新的功能，那麼為了達到你的目标，簡單的定義一個或者多個非成員函數或者模闆會可能是較好的選擇。

這些問題很難回答，是以定義高效的類很具挑戰性。做好它吧，至少使得c++中自定義類産生的類型同内建類型一樣好，達到這麼目标，所有努力都值得。

作者：

HarlanC

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