Effective C++(19) 设计class犹如设计type

问题聚焦：

    这一节不涉及代码，但是我们需要明确的一点是，思想比代码要重要得多。

    设计优秀的classes是一项艰巨的工作，就像设计好的types一样。

    我们应该带着和“语言设计者当初设计语言内置类型时”一样的谨慎来研讨class的设计。

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那么，如何设计高效的classes呢？

下面几乎每一个针对class设计的提问，往往就是你所需要遵守的设计规范。

1 新type的对象应该如何被创建和销毁？

    这会影响到你的class的构造函数和析构函数以及内存分配函数和释放函数的设计。

2 对象的初始化和对象的赋值该有什么样的差别？

    这个答案决定你的构造函数和赋值操作符的行为，以及其间的差异。

    很重要的一点：别混淆了“初始化”和“赋值”，因为它们对应于不同的函数调用。

3 新type的对象如果被passed by value，意味着什么？

    记住，拷贝构造函数用来定义一个type的pass-by-value该如何实现。

4 什么是新type的合法值？

    对class的成员变量而言，通常只有某些值集是有效的。

    那些值集决定了你的class：

•     必须维护的约束条件
•     决定了你的成员函数必须进行的错误检查工作
•     影响函数抛出的异常
•     函数异常明细列表

5 你的新type需要配合某个继承图系吗？

    如果你继承自某些既有的classes，你就受那些classes的设计的束缚，特别是受到它们的函数是virtual或non-virtual的影响。

    如果你允许其他classes继承你的class，那会影响你所声明的函数，尤其是析构函数。

6 你的新type需要什么样的转换？

    你的type生存于其他一堆types之间，因此彼此该有转换行为吗？

    如果你希望允许类型T1被隐式转换为类型T2，就必须在class T1内写一个类型转换函数或在class T2内写一个non-explicit-one-arument的构造函数。

7 什么样的操作符和函数对此新type而言是合理的？

    这个问题的答案决定你将为你的class声明哪些函数。其中某些该是member函数，某些则不是。

8 什么样的标准函数应该被驳回？

    那些正是你必须声明为private的函数。

9 谁该取用新type的成员？

    这个提问可以帮你你决定哪个成员为public，哪个为protected，哪个为private。

    它也帮助你决定哪一个classes和/或functions应该是friends，以及将它们嵌套于另一个之内是否合理。

10 什么是新type的“未声明接口”？

    它对效率，异常安全性以及资源运用提供何种保证？

    你在这些方面提供的保证将成为你的class实现代码加上相应的约束条件。

11 你的新type有多么一般化？

    或许你其实并非定义一个新type，而是定义个整个types家族。果真如此，你就不应该定义一个新class，而是应该定义一个新的class template。

12 你真的需要一个新type吗？

    如果只是定义新的derived class 以便为既有的class 加机能， 那么说不定单纯定义一或多个non-member函数或templates，更能打到目标。

这些问题不容易回答，所以定义出高效的classes是一种挑战。

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小结：

class 的设计就是type的设计。

在定义一个新type或class之前，请认真考虑本节的12个问题。

参考资料：

《Effective C++ 3rd》