c++：effective c++ 笔记第四章

19：设计 class 犹如设计 type

在面向对象的语言中，定义一个新的 class 也就定义了一个新 type。在设计 class 时需要考虑以下细节：

• 对象应该如何创建和销毁。包括构造、析构函数、new、new[]、delete、delete[]的设计

• 对象的构造函数和赋值操作符的行为应该有什么差别。构造函数和 = 的区别

• 对象被拷贝时会发生什么。拷贝构造函数如何实现

• 什么是新类型的合法值。考虑成员函数必须进行的错误检查工作。

• 新类型是否需要配合某个继承体系。无论是继承别的 class，还是允许其他 class 继承该 class，都需要考虑虚函数的影响。

• 新类型和其他类型的隐式转换。类型函数函数和 non-explict 函数的选择。

• 新类型需不需要重载操作符。

• 成员函数应被设置成 public 还是 private。

• 什么是新类型的 undeclared interface。考虑新类型的效率、异常安全性、线程安全和内存安全等。

• 是否需要 class template。

  20：宁以 pass-by-reference-const 替换 pass-by-value

• 尽量以 pass-by-reference-to-const 替换 pass-by-value。前者通常比较高效，并可避免切割问题。

• 以上规则并不适用于内置类型，以及 STL 的迭代器和函数对象。对它们而言，pass-by-value 往往比较适当。

绝大多数情况下应该使用 const 引用的方式传参数，而不应该使用按值传参，主要有两个原因：

1. 按值传参传给函数的是对象的复本，传递引用则是以指针的方式实现。复本是是由对象的拷贝构造函数构造产生的，其成本远远大于传引用时使用的指针。而对于某些类型的传值，可能会涉及到关于其本身及内置数据的多次构造和析构，拷贝成本更大。
2. 传引用可以在涉及多态时避免对象切割问题。如果一个函数接受的是父类值传递，传递子类时只会拷贝父类拥有的数据，传引用就不会发生这种问题

对象小并不意味着拷贝构造函数的成本低。编译器的不同会导致类型的不同处理方式，也就是在不同编译器上会造成不同的大小。作为一个用户自定义类型，其大小也容易有所变化。

21：必须返回对象时，别妄想返回其 reference

• 绝不要返回 pointer 或 reference 指向一个 local stack 对象，或返回 reference 指向一个 heap-allocated 对象，或返回 pointer 或 reference 指向一个 local static 对象。

如果必须按值返回就按值返回，多拷贝一次也无所谓。

22：将成员变量声明为 private

• 切记将成员变量声明为 private。private 最重要的是它提供了封装。
• protected 并不比 public 更具封装性。

private 提供了语法一致性：如果成员变量都是 private，那么 public 接口的每个东西都是函数，客户也不用区分变量和函数，因为每个东西都是函数。另外使用函数可以对成员变量的处理有更精确的控制，比如设置读写权限。

将成员变量封装在函数接口的后面，可以起到隐藏的作用，这意味着 class 内部的改动或升级对客户不可见，也不会产生影响，那么就可以尽量减小因类型内部改变造成的用户代码的改动。

假如我们有一个 public 成员变量但我们最终取消了它，那么所有使用它的用户代码都需要重写，因此 public 完全没有封装性。最理想的情况应该是只改用 class 内部的代码并重新编译。在这一点上 protected 和 public 一样缺乏封装性，它们都会破坏用户写的代码。

23：宁以 non-member、non-friend 替换 member 函数

• 宁可拿 non-member non-friend 函数替换 member 函数。这样做可以增加封装性、包裹弹性和机能扩充性。

想象一个浏览器类，有三个清理功能的函数，它们直接操作内部数据。还有一个函数 clearEverything 调用三个函数来执行所有清理动作，但是它不需要操作内部数据。

class WebBrowser {            // 一个表示网络浏览器的类
public:
    void clearCache();        // 清理缓存
    void clearHistory();      // 清理历史记录
    void removeCookies();     // 清理cookies
    
    void clearEverything();   // 调用上边三个函数 
};

上边的实现看起来没有任何问题，但其实并不是最好的选择，更高的选择是将 clearEverything 作为一个 non-member 函数。

void clearBrowser(WebBrowser& wb)
{
    wb.clearCache();
    wb.clearHistory();
    wb.clearCookies();
}

主要有两个原因：non-member 函数提供了更好的封装性。同时也提供了更大的包裹弹性，从而拥有较低的编译依存性。

封装使我们能够改变类内的实现而只影响有限的用户。对于某一块数据的封装性有一个粗糙的判断方法：越多函数能够访问它，数据的封装性就越低。
上边两个 clear 函数都提供了相同的功能，但是 memer 函数可以访问 class 内的 private 数据、private 函数、enums等等，non-member 函数则不能访问上述的任何东西，那么 non-member 函数的封装性更好，因为它并不增加“能够访问 class 的 private数据”的函数数量。

需要注意的是这里讨论的 non-member 函数是不需要访问私有数据的函数，需要访问 private 数据的函数当然还是写成成员函数。