如何設(shè)計一個 C 的類？
時間：2021-08-19 16:12:21
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[導(dǎo)讀]↓推薦關(guān)注↓什么是類？我理解類是現(xiàn)實世界的描述，是對業(yè)務(wù)的抽象，類設(shè)計的好不好多半取決于你抽象的巧不巧。類的設(shè)計最重要的一點是要表示來自某個領(lǐng)域的概念，拿我最近在做的音視頻剪輯來舉例，剪輯業(yè)務(wù)中有軌道的概念，也有片段的概念，每個軌道可包含多個片段，這時候就有些問題需要考慮，在現(xiàn)實...
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我理解類是現(xiàn)實世界的描述，是對業(yè)務(wù)的抽象，類設(shè)計的好不好多半取決于你抽象的巧不巧。
類的設(shè)計最重要的一點是要表示來自某個領(lǐng)域的概念，拿我最近在做的音視頻剪輯來舉例，剪輯業(yè)務(wù)中有軌道的概念，也有片段的概念，每個軌道可包含多個片段，這時候就有些問題需要考慮，在現(xiàn)實世界中，軌道可以復(fù)制嗎？片段可以復(fù)制嗎？軌道可以移動嗎？片段可以移動嗎？
然后我們就可以進一步將現(xiàn)實世界中的軌道和片段抽象成類了，可分為兩個類，一個軌道類，一個片段類，兩個類是否需要提供拷貝構(gòu)造函數(shù)和移動構(gòu)造函數(shù)，完全取決于它們在現(xiàn)實世界的樣子。
tips：類的名字應(yīng)該明確告訴用戶這個類的用途。
類需要自己寫構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)嗎？
反正我每次定義一個類的時候都會明確把構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)寫出來，即便它是空實現(xiàn)，即便我不寫編譯器也會視情況默認生成一個，自動生成的稱為默認構(gòu)造函數(shù)。但我不想依賴編譯器，也建議大家不要過度依賴編譯器，明確寫出來構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)也是一個好習(xí)慣，多數(shù)情況下類沒有那么簡單，多數(shù)情況下編譯器默認生成的構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)不一定是我們想要的。默認的構(gòu)造函數(shù)不會給我們的數(shù)據(jù)成員初始化，所以需要自己寫一個構(gòu)造函數(shù)，其實在構(gòu)造函數(shù)里的語句也不能稱之為初始化，那是個賦值操作，真正的初始化可以通過初始化列表方式或者聲明成員時直接給初值，類似下面的代碼。如果我們的類有指針數(shù)據(jù)成員，我們在某個地方為其分配了一塊內(nèi)存，編譯器自動生成的析構(gòu)函數(shù)默認是不會將這塊內(nèi)存釋放掉的，為了規(guī)避這潛在的風(fēng)險，還是自己寫一個吧！
tips：編譯器在某些情況下會生成移動構(gòu)造函數(shù)或移動賦值運算符，但記住這些情況太麻煩了，建議手動控制，明確要的時候就自己寫一個，明確不要的時候就delete掉。
類需要手動聲明默認構(gòu)造函數(shù)嗎？
什么是默認構(gòu)造函數(shù)？看下百度百科的定義：
默認構(gòu)造函數(shù)（default constructor）就是在沒有顯式提供初始化式時調(diào)用的構(gòu)造函數(shù)。它由不帶參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)，或者為所有的形參提供默認實參的構(gòu)造函數(shù)定義。如果定義某個類的變量時沒有提供初始化時就會使用默認構(gòu)造函數(shù)。
這和上一個問題類似，首先需要了解什么時候需要默認構(gòu)造函數(shù)，看下面這段代碼。當已經(jīng)為一個類提供了帶有參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)，編譯器不會為該類再默認的生成構(gòu)造函數(shù)，如果此時在其它地方以無參形式構(gòu)造了該類的一個對象，編譯器就會報錯，找不到對應(yīng)的構(gòu)造函數(shù)，那怎么解決？一種方法是為類設(shè)置一個無參的默認構(gòu)造函數(shù)（像下面代碼這樣），另一種方法是自己提供一個對應(yīng)的構(gòu)造函數(shù)。我傾向于后一種方式，前一種方式只能解決編譯上的問題，但還有可能存在潛在的bug。
數(shù)據(jù)成員是設(shè)置private還是public還是protected？三種訪問權(quán)限就不過多介紹了，說說我平時是怎么設(shè)置數(shù)據(jù)成員權(quán)限的吧！對于普通成員變量，我全是private，除非該類作為基類，而子類也需要訪問父類的私有成員，這時候我會將父類的private改為protected。什么時候用public呢？一般情況下只會對某些靜態(tài)常量我會考慮使用public修飾，前提是外部有訪問此常量的需求。
類需要虛析構(gòu)函數(shù)嗎？
這個很明確，如果類會作為基類被派生時，該基類的析構(gòu)函數(shù)就一定要聲明為虛函數(shù)，如果某個類確定不會被派生，那就不要聲明其析構(gòu)函數(shù)為虛函數(shù)。
類需要提供拷貝構(gòu)造函數(shù)嗎？
這里需要考慮清楚，需要明確究竟是否提供，這需要結(jié)合這個類在現(xiàn)實生活中的實際意義，類是某個領(lǐng)域某個業(yè)務(wù)某個實物的抽象，假設(shè)有一個試卷類，因為試卷可以拷貝，那就明確提供拷貝構(gòu)造函數(shù)，假設(shè)有一個Person類，因為不允許克隆人，那就明確禁用拷貝構(gòu)造函數(shù)。這里也可以參考智能指針中的unique_ptr，該智能指針就明確禁用了拷貝操作。
類需要提供移動構(gòu)造函數(shù)嗎？
移動構(gòu)造是C 11引入的新特性，這里涉及到左值右值等概念。
一個類具有移動構(gòu)造函數(shù)才具備移動語義，如果追求資源管理的效率，move資源效率一般會比拷貝一個資源高一些。
這里重點討論是否需要提供移動構(gòu)造函數(shù)，答案還是，要想清楚，要結(jié)合實際情況，假設(shè)我們定義了一個美國總統(tǒng)的類，可以提供移動構(gòu)造函數(shù)，因為美國總統(tǒng)幾年就會換一個，再假設(shè)我們定義了一個美國最傻吊總統(tǒng)的類，那就應(yīng)該禁用移動構(gòu)造函數(shù)，因為只有懂王一個，永遠不可移動。
排坑：賦值運算符需要考慮是否能正確的防止自身給自身賦值？
我理解類是現(xiàn)實世界的描述，是對業(yè)務(wù)的抽象，類設(shè)計的好不好多半取決于你抽象的巧不巧。
類的設(shè)計最重要的一點是要表示來自某個領(lǐng)域的概念，拿我最近在做的音視頻剪輯來舉例，剪輯業(yè)務(wù)中有軌道的概念，也有片段的概念，每個軌道可包含多個片段，這時候就有些問題需要考慮，在現(xiàn)實世界中，軌道可以復(fù)制嗎？片段可以復(fù)制嗎？軌道可以移動嗎？片段可以移動嗎？
然后我們就可以進一步將現(xiàn)實世界中的軌道和片段抽象成類了，可分為兩個類，一個軌道類，一個片段類，兩個類是否需要提供拷貝構(gòu)造函數(shù)和移動構(gòu)造函數(shù)，完全取決于它們在現(xiàn)實世界的樣子。
tips：類的名字應(yīng)該明確告訴用戶這個類的用途。
類需要自己寫構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)嗎？
反正我每次定義一個類的時候都會明確把構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)寫出來，即便它是空實現(xiàn)，即便我不寫編譯器也會視情況默認生成一個，自動生成的稱為默認構(gòu)造函數(shù)。但我不想依賴編譯器，也建議大家不要過度依賴編譯器，明確寫出來構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)也是一個好習(xí)慣，多數(shù)情況下類沒有那么簡單，多數(shù)情況下編譯器默認生成的構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)不一定是我們想要的。默認的構(gòu)造函數(shù)不會給我們的數(shù)據(jù)成員初始化，所以需要自己寫一個構(gòu)造函數(shù)，其實在構(gòu)造函數(shù)里的語句也不能稱之為初始化，那是個賦值操作，真正的初始化可以通過初始化列表方式或者聲明成員時直接給初值，類似下面的代碼。如果我們的類有指針數(shù)據(jù)成員，我們在某個地方為其分配了一塊內(nèi)存，編譯器自動生成的析構(gòu)函數(shù)默認是不會將這塊內(nèi)存釋放掉的，為了規(guī)避這潛在的風(fēng)險，還是自己寫一個吧！
tips：編譯器在某些情況下會生成移動構(gòu)造函數(shù)或移動賦值運算符，但記住這些情況太麻煩了，建議手動控制，明確要的時候就自己寫一個，明確不要的時候就delete掉。
class A {public: A() : a_(2) {}// 一種初始化，標準初始化形式 ~A() {}private: int a_; int b_ = 3; // 另一種初始化};類需要手動聲明默認構(gòu)造函數(shù)嗎？
什么是默認構(gòu)造函數(shù)？看下百度百科的定義：
默認構(gòu)造函數(shù)（default constructor）就是在沒有顯式提供初始化式時調(diào)用的構(gòu)造函數(shù)。它由不帶參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)，或者為所有的形參提供默認實參的構(gòu)造函數(shù)定義。如果定義某個類的變量時沒有提供初始化時就會使用默認構(gòu)造函數(shù)。
這和上一個問題類似，首先需要了解什么時候需要默認構(gòu)造函數(shù)，看下面這段代碼。當已經(jīng)為一個類提供了帶有參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)，編譯器不會為該類再默認的生成構(gòu)造函數(shù)，如果此時在其它地方以無參形式構(gòu)造了該類的一個對象，編譯器就會報錯，找不到對應(yīng)的構(gòu)造函數(shù)，那怎么解決？一種方法是為類設(shè)置一個無參的默認構(gòu)造函數(shù)（像下面代碼這樣），另一種方法是自己提供一個對應(yīng)的構(gòu)造函數(shù)。我傾向于后一種方式，前一種方式只能解決編譯上的問題，但還有可能存在潛在的bug。
class A { A(int a) {} A() = default; };數(shù)據(jù)成員是設(shè)置private還是public還是protected？三種訪問權(quán)限就不過多介紹了，說說我平時是怎么設(shè)置數(shù)據(jù)成員權(quán)限的吧！對于普通成員變量，我全是private，除非該類作為基類，而子類也需要訪問父類的私有成員，這時候我會將父類的private改為protected。什么時候用public呢？一般情況下只會對某些靜態(tài)常量我會考慮使用public修飾，前提是外部有訪問此常量的需求。
class A { public: constexpr static int kConstValue = 2; private: int a_; };類需要虛析構(gòu)函數(shù)嗎？
這個很明確，如果類會作為基類被派生時，該基類的析構(gòu)函數(shù)就一定要聲明為虛函數(shù)，如果某個類確定不會被派生，那就不要聲明其析構(gòu)函數(shù)為虛函數(shù)。
類需要提供拷貝構(gòu)造函數(shù)嗎？
這里需要考慮清楚，需要明確究竟是否提供，這需要結(jié)合這個類在現(xiàn)實生活中的實際意義，類是某個領(lǐng)域某個業(yè)務(wù)某個實物的抽象，假設(shè)有一個試卷類，因為試卷可以拷貝，那就明確提供拷貝構(gòu)造函數(shù)，假設(shè)有一個Person類，因為不允許克隆人，那就明確禁用拷貝構(gòu)造函數(shù)。這里也可以參考智能指針中的unique_ptr，該智能指針就明確禁用了拷貝操作。
類需要提供移動構(gòu)造函數(shù)嗎？
移動構(gòu)造是C 11引入的新特性，這里涉及到左值右值等概念。
一個類具有移動構(gòu)造函數(shù)才具備移動語義，如果追求資源管理的效率，move資源效率一般會比拷貝一個資源高一些。
這里重點討論是否需要提供移動構(gòu)造函數(shù)，答案還是，要想清楚，要結(jié)合實際情況，假設(shè)我們定義了一個美國總統(tǒng)的類，可以提供移動構(gòu)造函數(shù)，因為美國總統(tǒng)幾年就會換一個，再假設(shè)我們定義了一個美國最傻吊總統(tǒng)的類，那就應(yīng)該禁用移動構(gòu)造函數(shù)，因為只有懂王一個，永遠不可移動。
排坑：賦值運算符需要考慮是否能正確的防止自身給自身賦值？
class?A?{???public:????A();????A(const?A 
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