C++ 类设计的要点与注意事项

C++ 类设计的要点与注意事项主要包括以下几点：

一、要点

1. 抽象与封装：类应该封装数据和行为，并且只暴露必要的接口。抽象是隐藏实现细节并只展现功能的过程，这样用户就只需要关心类能提供什么功能，而不需要了解内部是如何实现的。
2. 继承与多态：C++ 支持类和类之间的继承关系，子类可以继承父类的属性和方法。多态则允许我们使用父类类型的指针或引用来调用在子类中重写的方法。
3. 组合与关联：类与类之间可以通过组合和关联来实现更复杂的功能。组合是把一个类的对象作为另一个类的成员变量，关联则是通过指针或引用来实现类与类之间的联系。
4. 访问控制：类中的成员可以有不同的访问权限，如 public、protected 和 private。这有助于保护数据的安全性和完整性。
5. 构造与析构：构造函数用于初始化对象，析构函数用于清理对象在生命周期结束时所占用的资源。

二、注意事项

1. 单一职责原则：一个类应该只有一个引起变化的原因，也就是说一个类应该只有一个职责。如果一个类承担了多个职责，那么它就有多个变化的原因，这会导致类变得复杂且难以维护。
2. 开放封闭原则：软件实体（类、模块、函数等等）应当是可扩展，而不可修改的。也就是说，新的功能应该通过添加新代码来实现，而不是修改现有的代码。
3. 里氏替换原则：子类必须能够替换其基类。这一原则保证了在软件系统中，基类对象可以被其子类对象替换，而程序的行为不会发生变化。
4. 接口隔离原则：使用多个专门的接口，而不使用单一的总接口，客户端不应该被强制依赖于它们不使用的接口。
5. 依赖倒置原则：高层模块不应该依赖于低层模块，二者都应该依赖于抽象；抽象不应该依赖于细节，细节应该依赖于抽象。
6. 迪米特法则：一个对象应当对其他对象保持最少的了解，即只与直接的朋友通信。这样可以降低类之间的耦合度，提高系统的可维护性。
7. 资源获取即初始化：在构造函数中获取资源，并在析构函数中释放资源，以防止资源泄露。
8. 避免使用友元函数：友元函数破坏了封装性，应尽量避免使用。如果确实需要使用，应确保友元函数的正确性，并严格控制其访问权限。
9. 异常处理：在类的设计中，应考虑到可能出现的异常情况，并为其设计合理的异常处理机制。
10. 可读性和可维护性：类的设计应注重代码的可读性和可维护性，合理的命名、注释和文档都是提高代码可读性的重要手段。同时，应遵循一致的代码风格和约定，以便于他人理解和维护代码。

更进一步地，可参见如下详细介绍：

1. 类的非常量数据成员均应为 private
2. 类的非常量数据成员不应定义为 protected
3. 类不应既有 public 数据成员又有 private 数据成员
4. 有虚函数的基类应具有虚析构函数
5. 避免多重继承自同一非虚基类
6. 存在析构函数或拷贝赋值运算符时，不应缺少拷贝构造函数
7. 存在拷贝构造函数或析构函数时，不应缺少拷贝赋值运算符
8. 存在拷贝构造函数或拷贝赋值运算符时，不应缺少析构函数
9. 存在任一拷贝、移动、析构相关的函数时，应定义所有相关函数
10. 避免重复实现由默认拷贝、移动、析构函数完成的功能
11. 可接受一个参数的构造函数需用 explicit 关键字限定
12. 重载的类型转换运算符需用 explicit 关键字限定
13. 不应过度使用 explicit 关键字
14. 带模板的赋值运算符不应与拷贝或移动赋值运算符混淆
15. 带模板的构造函数不应与拷贝或移动构造函数混淆
16. 抽象类禁用拷贝和移动赋值运算符
17. 数据成员的数量应在规定范围之内
18. 数据成员之间的填充数据不应被忽视
19. 常量成员函数不应返回数据成员的非常量指针或引用
20. 类成员应按 public、protected、private 的顺序声明
21. POD 类和非 POD 类应分别使用 struct 和 class 关键字定义
22. 继承层次不应过深