《Effective C++》第4章 设计与声明(2)-读书笔记
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《Effective C++》第8章 定制new和delete-读书笔记
条款22:将成员变量声明为private
首先,有两个小点理由支持你将成员变量声明为private。
(1)接口的一致性。
如果public接口的都是函数,那么客户在调用时就不用考虑是否需要加小括号,因为每个调用的都是函数,必须加小括号。
(2)精细的访问控制。
使用函数可以让你对成员变量的处理有更精确的控制,如果你令成员变量为public,每个人都可以读写它。
最重要的是private提供封装性:
如果你通过函数访问成员变量,后面可以更改某个计算替换这个成员,而class客户一点也不会知道class的内部已经变化了,只需重新编译即可。
假设你将一个成员变量声明为public或protected而客户开始使用它,就很难改变那个成员变量所涉及的一切。太多代码需要重写、测试、重写文档、编译。从封装的角度,其实只有两种访问权限:private和其他(不提供封装)。
请记住:
(1)切记将成员变量声明为private。这可赋予客户访问数据的一致性、可细微划分访问控制、允诺约束条件获得保证,并提供class作者以充分的弹性。
(2)protected并不比public更具封装性。
条款23:宁以non-member、non-friend函数替换member函数
下面有一个class:
class WebBrowser { public: void clearCache(); void clearHistory(); void removeCookies(); };
用户希望把这三个接口通过提供一个函数去做,可以定义一个成员函数调用这三个函数。
void WebBrowser::clearEverything() //成员函数,调用clearCache、clearHistory和removeCookies { clearCache(); clearHistory(); removeCookies(); }
当然,这个功能也可以通过一个非成员函数提供:
void clearBrowser(WebBrowser& wb) //非成员函数 { wb.clearCache(); wb.clearHistory(); wb.removeCookies(); }
现在要考量的是哪一种做法比较好?
面向对象守则要求,数据以及操作数据的函数应该被捆绑在一起,这意味着它建议member是较好的选择。这个建议是错误的,是对面向对象真实意义的一个误解。
面向对象守则要求数据应该尽可能被封装。与直观相反,clearEverything带来的封装性比clearBrowser要低。因为non-member non-friend函数不能访问class内的private。
注意:这里考量的是member和non-member non-friend二者提供相同的机能时的一个抉择。friends对private的访问权利与member函数相同。
条款24:若所有参数皆需类型转换,请为此采用non-member函数
通常令class支持隐式类型转换是不好的,但也有例外。假设一个class表示有理数,那么允许整数“隐式转换”为有理数是比较合理的。
class Rational { public: Rational(int numerator = 0, int denominator = 1); int numerator() const; //分子访问函数 int denominator() const; //分母访问函数 };
你想让这个class支持乘法运算。可能声明operator*为成员函数。
class Rational { public: ... const Rational operator*(const Rational& rhs) const; };
这个设计按照下面这种方式使用是没问题的:
Rational oneEighth(1, 8); Rational oneHalf(1, 2); Rational result = oneHalf * oneEighth; //好的,没问题 result = result * oneEighth; //好的,没问题
当你想使用混合运算时:
result = oneHalf * 2; //好的,没有问题 result = 2 * oneHalf; //错误,不满足交换律
本质上上面的用法与下面的等价:
result = oneHalf.operator*(2); //result = oneHalf * 2; result = 2.operator*(oneHalf); //result = 2 * oneHalf;
所以你就明白为什么不满足交换律了。为了支持混合运算,需要将operator*设置为non-member函数。
const Rational operator*(const Rational& lhs, const Rational& rhs) { return Rational(lhs.numerator() * rhs.numerator(), lhs.denominator() * rhs.denominator()); }
下面的调用的OK的:
Rational oneFourth(1, 4); Rational result; result = oneFourth * 2; //好的,没问题 result = 2 * oneFourth; //好的,没问题
这里还要说明的一点是构造函数一定不能声明为explicit的,否则整型的数值2就不能隐式转换为Rational对象了。
请记住:如果你需要为某个函数的所有参数(包括被this指针所指的那个隐喻参数)进行类型转换,那么这个函数必须是non-member的。
条款25:考虑写出一个不抛出异常的swap函数
swap函数就是将两对象的值彼此赋予对方。缺省情况下,swap可由STL提供的swap算法完成。典型实现如下:
namespace std { template<typename T> void swap(T& a, T& b) { T temp(a); a = b; b = temp; } }
只要T支持拷贝(通过拷贝构造函数和copy assignment操作符完成),就可以利用该算法。
但存在某些情况,缺省的swap行为往往效率较低。例如,以指针指向一个对象。考虑下面的class:
class WidgetImpl { public: ... private: int a, b, c; vector<double> v; }; class Widget { public: Widget(const Widget& rhs); Widget& operator=(const Widget& rhs) { ... *pImpl = *(rhs.pImpl); ... } private: WidgetImpl *pImpl; };
如果我们要交换Widget对象,缺省的算法会拷贝3个Widget对象和3个WidgetImpl对象,效率很低。实际上,我们只需要置换pImpl指针的指向即可。
为了解决效率问题,我们需要告诉std::swap,当交换Widget对象时,只需要交换指针就好了。可以将std::swap针对Widget特化。
namespace std { template<> void swap<Widget>(Widget& a, Widget& b) { swap(a.pImpl, b.pImpl); //交换指针值 } }
这只是个思路,一般我们不能改变std内的任何东西,我们可以令Widget声明一个swap的public成员函数做置换工作,然后将std::swap特化。
class Widget { public: void swap(Widget& other) { using std::swap; // swap(pImpl, other.pImpl); } };
注意:成员swap函数绝不可抛出异常。因为swap的一个最好应用是帮助class提供强烈的异常安全性保障。
请记住:当std::swap对你的类型效率不高时,提供一个swap成员函数,并确定这个函数不抛出异常。
补充说明:条款25还有一些其他知识,我没有理解的特别好,就没有说明,但整个问题是由swap效率引发的,下次回顾时再补充吧。