• Effective C++ 38-42


    38.绝不要又一次定义继承而来的缺省參数值。

    又一次定义函数缺省參数值意味着又一次定义函数。而非虚函数不能又一次定义,所以将就考虑不能又一次定义虚函数的缺省參数值的原因:虚函数是动态绑定的而缺省參数值是静态绑定的。

    静态类型是指程序中声明的类型,而动态类型是指实际对象的类型。举个栗子:

    class A{
    public:
    	virtual void fun(int a=0) const{cout<<a<<endl;}
    };
    
    class B:public A{
    public:
    	virtual void fun(int a =2)const{cout<<a<<endl;}
    };
    int main(){
    	B* pb = new B();//pb的静态类型为 B*
    	A* pa = pb;//pa 的静态类型 为 A*,
    	//可是一个指针的静态类型不一定为其动态类型,如pa它的动态类型却是B类型的对象,这是由动态绑定实现的
    	pb->fun();
    	pa->fun();
    虚函数是动态绑定的。但缺省參数值是静态绑定的,即对于pb,pa调用的虚函数,其使用的默认參数值都为静态绑定的,pa绑定的是 A类中的 a= 0,而pb绑定的是B类中的 a=2,两者不同。尽管函数都是调用B中动态绑定的虚函数,可是默认參数不同,输出结果也不同。


    39.避免 ”向下转换“ 继承层次。

    从一个基类指针到一个派生类指针称为向下转换,一般使用static_cast将基类指针强制转换为派生类指针。向下转换难看,easy导致错误。且难以理解,升级和维护。

    向下转换的消除:使用虚函数调用来取代。第一种方法非常easy理解,可是对于一些类不适用,如基类范围太大导致7有些派生类不应该有这个函数的功能。所以要将这些类的每一个虚函数称为一个空操作。或者作为一个纯虚函数。并默认实现返回错误的操作。第二个方法是加强类型约束,使得指针的声明类型和你所知道的真的指针类型同样。

    即对于用到这些向下转换时,通过一些设定。滤去那些不拥有真正指针类型的指针。仅仅留下须要进行操作的指针并以其真实的类型来调用其函数。

    假设遇到必需要转换的情况,也不要使用static_cast,而是使用安全的用于多态的向下转换 dynamic_cast,当对一个指针使用dynamic_cast时,先尝试转换。假设成功返回一个合法的指针。否则返回空指针。


    40.通过分层来体现”有一个“或”用..来实现“。

    使某个类的对象成为还有一个类的数据成员。从而实现将一个类构筑在还有一个类之上,这个称为分层 Layering,也被称为构成,包括或嵌入。

    对于有一个的概念非常easy理解,对于一个 Person, 有 Name,Address,Phone等属性,可是不能说Person是一个Name。

    对于"用..来实现”,事实上就是调用其他类的对象作为类的主要数据成员,使用这个类的的函数接口来实现新的类中的功能与接口。


    41.区分模版和继承。

    依据依赖的类的用途来区分,如过依赖的类是类的行为,则为继承,如果依赖的类是类所操作的对象类型,则是模版。

    如。企鹅类依赖于鸟类,鸟类中的接口决定的是企鹅类中的行为。即两者是继承关系,而当实现一个集合时,集合类依赖与类T,是因为类T为集合类的进行操作的对象。这是模版。

    模版的实现会如果类能够调用T的构造析构赋值等函数。模版的特性是类模版的行为在不论什么地方都不依赖于T。行为不依赖于类型。

    当对象的类型不影响类中函数的行为时,就使用模版来生成这样一组类。

    当对象的类型影响类中函数的行为时。就用继承来得到这样一组类。


    42.明智地使用私有继承。

    私有继承不为 “是一个” 的关系。假设两个类之间的继承关系为私有继承,编译器一般不会将派生类对象转换为基类对象。私有继承时,基类的公有和protected 类型的成员都变成派生类的私有成员。私有继承意味着”用...实现“。私有继承纯粹是一种实现 技术。

    私有继承仅仅是继承实现,而忽略接口。

    私有继承在 软件 ”设计“过程中毫无意义,仅仅是在软件”实现“时才实用。

    对于分层,也有 用...实现的含义,对于分层与私有继承,尽可能使用分层。必要时才使用私有继承。

    而建议使用私有继承在用到保护成员和有虚函数介入时。

    对于一个基类。仅仅作为其它类的实现来使用,使用分层作为其它类的私有成员。但其不是抽象类,导致其可能被其它人任意调用导致出错。这是就须要使用到私有继承。对于这样的具有实现可是仅仅能用于特定用途的基类。将其接口都改为protected类型。而正确使用它的类不用分层而使用私有继承来安全的使用基类。

    对于模版,其为C++中最实用的组成部分之中的一个,可是,实例化一个模版,就可能实例化实现这个模版的代码,如构成set<int> 和set<double>的代码是全然分开的两份代码,模版会导致代码膨胀。改进的方法:创建一个通用类,储存对象的void*指针。创建还有一组类来保证类型安全使用通用类。以实现栈stack为例,先构建一个stack的通用类:

    class GenericStack{
    protected://实现类使用私有继承继承这个通用类,所以将接口保护起来
    	GenericStack();
    	~GenericStack();
    	void push(void* object);//使用指针
    	void* pop();
    	bool empty() const;
    private:
    	struct StackNode{
    		void *data;
    		StackNode *next;
    		//在stack中使用指针来传递数据和保存数据,则节点析构时不用释放void指针指向的内存。
    		StackNode(void *newData,StackNode *nextNode)
    			:data(newData),next(nextNode){}
    
    	};
    	StackNode *top;
    	GenericStack(const GenericStack&);//防止拷贝和赋值
    	GenericStack& operator=(const GenericStack&);
    };
    
    而要实现stack的详细类通过私有继承这个类来实现功能,并且能够使用模版来完美的完毕这个工作:

    template <class T>
    class Stack:private GenericStack{
    public:
    	void push(T* objectPtr){GenericStack::push(objectPtr);}
    	T* pop(){return static_cast<T*>(GenericStack::pop());}
    	bool empty() const {return GenericStack::empty();}
    };
    
    这里使用私有继承。将通用类GenericStatck作为事实上现,而其接口函数都是内联函数,差点儿没有消耗,并且使用模版实现了类型安全的推断。对于创建随意类型的stack仅仅要又一次编译这个三个简单的内联函数就可以,而不是通用类中复杂的实现。极大的减少了程序的开销。

    这种代码是令人惊叹的。近乎完美的。

    首先使用了模版,编译器会依据你的须要来自己主动生成全部的接口。由于使用模版。这些类是类型安全的,类型错误会在编译期间就能发现。由于GenericStack的成员函数是保护类型,用户不可能绕过接口类来调用它。

    由于这个模版的接口成员函数都被隐式的声明为内联。使用这些类时不会带来执行开销,生成代码就想用户直接使用GenericStack来编写的一样。由于GenericStack是使用void*指针,操作栈的代码仅仅须要一份。而不同类型仅仅要简单的编译类模版中的简单的内联函数即可。

    简而言之,这个设计使代码达到了最高的效率和最高的类型安全。

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