读书笔记 effective c++ Item 19 像设计类型（type）一样设计类

1. 你需要重视类的设计

c++同其他面向对象编程语言一样，定义了一个新的类就相当于定义了一个新的类型（type），因此作为一个c++开发人员，大量时间会被花费在扩张你的类型系统上面。这意味着你不仅仅是一个类的设计者同时是一个类型设计者。重载函数和运算符，控制内存分配和释放，定义对象初始化和终结，这些都是你需要考虑的。因此你应该同语言设计者一样，它们将时间浪费在内建类型的设计上，你就应该对类的设计施以同样的关注。

2. 高效的类型的特征

设计好的类很具有挑战性，因为设计好的类型具有挑战性。好的类型有自然的语法，直观的语义和一种或多种高效的实现。在c++中，没有计划好的类定义将不能达到上述任何目标。甚至一个类的成员函数的声明方式都可能会影响到成员函数的性能。

3. 在设计一个类时，你需要问自己的若干问题

因此你怎么才能设计一个高效的类呢？首先，你必须理解你所面对的问题。几乎每个类都需要你面对下面的问题，这些问题的答案常常会约束你的设计：

• 新类型的对象应该怎么被创建和释放？如何做将影响着类的构造函数和析构函数的设计，同样影响内存分配和释放函数(运算符new[]，运算符 delete,和运算符delete[]看第8章)的设计。

 

• 对象初始化同对象赋值怎么不一样？这个问题的回答决定了你的构造函数和赋值运算符的行为，以及它们之间的区别。分清楚初始化和赋值很重要，因为他们对应着不同的函数调用（见Item 4）。

 

• 如果你的新类型对象被当作按值传递的参数会意味着什么？记住，拷贝构造函数定义了一个类型的按值传递该如何实现。

 

• 你的新类型在值的合法性上是如何进行限制的？一般情况下，对于一个类的数据成员来说，只有值的一些组合才是有效的。这些组合决定你的类必须维持不变性（invariants）。这些不变性就决定了你必须在你的成员函数内部做错误检查，特别是在你的构造函数，赋值运算符和”setter”函数中。这也同样影响函数抛出的异常，以及函数的exception specifications（你可能很少使用）。

 

• 你的新类型需要配合某个继承图中么？如果你的类从现存的类继承而来，你就会受这些类设计的束缚，特别是受函数是virtual还是非virtual的束缚（Item 34和Item 36）。如果你希望别的类能继承自你的类，就会影响你的声明的函数应该是不是虚函数，特别是析构函数(Item 7)

 

• 你的新类型允许何种类型转换？你的类型会被淹没在其他类型之中，那么应该在你的类型和其他类型之间做转换么？如果你希望允许类型T1的对象隐式转换成T2类型的对象，你要么在类T1中写一个类型转换函数（例如，operator T2）要么在类T2中写一个non-explicit的单参数构造函数。如果你只希望进行显示转换，就需要写出执行转换的函数，但是需要防止这种转换调用类型转换操作符或者non-explicit单参数构造函数。（隐式转换和显示转换的例子，见Item 15）

 

• 对于新类型来说什么样的运算符和函数才是有意义的？你对这个问题的回答决定了你会为你的类声明哪些函数。一些函数会是成员函数，但是另外一些不是（Item 23,Item 24,Item 46）。

 

• 什么样的标准函数应该被禁止？你应该将这样的函数声明成private(Item 6)

 

• 谁对你的新类型的成员有访问权？这个问题帮助你决定哪些成员是public的，哪些是protected,哪些是private的。它同样帮助你决定哪些类和函数应该是friend的，还有把一个类内嵌入另一个类是否有意义。

 

• 你的新类型的“未定义接口”是什么？对于性能，异常安全(Item 29)和资源的使用（比如锁和动态内存），你提供了什么样的保证？在这些领域中你所提供的保证将会对你的类实现强加限制。

 

• 你的新类型有多普遍？可能你没有定义一个新的类型。你在定义一整个类型族。如果是这样，你不需要定义一个新类，你需要的是一个新的类模版。

 

• 这个新类型真的是你想要的么？如果定义一个新的派生类只是为了在这个类中添加新的功能，那么为了达到你的目标，简单的定义一个或者多个非成员函数或者模板会可能是较好的选择。

这些问题很难回答，所以定义高效的类很具挑战性。做好它吧，至少使得c++中自定义类产生的类型同内建类型一样好，达到这么目标，所有努力都值得。