条款 19：设计 class 犹如设计 type

《Effective C++ 中文版 第三版》读书笔记

** 条款 19：设计 class 犹如设计 type **

如何设计高效的 class呢？几乎每一个 class 都要求你面对以下提问，而你的回答往往导致你的设计规范：

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（operator new、operator new[]、operator delete 和 operator delete[]）的设计，当然前提是你打算撰写他们。

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。很重要的是别混淆了“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（以值传递），意味着什么？
   记住，copy 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，通常只有某些数值集是有效的。那些数值集决定了你的 class 必须维护的约束条件，也就决定了你的成员函数（特别是构造函数、赋值操作符和所谓 “setter” 函数）必须进行的错误检查工作。他也影响函数抛出的异常、以及（极少被使用的）函数异常明细列。

5. 你的新 type 需要配合某个继承图系（inheritance graph）吗？
   如果你是继承自某些既有的 class，你就受到那些 class 的设计的束缚，特别是受到“它们的函数时 visual 和 non-visual”的影响（条款34和36）。如果你允许其它 class 继承你的 class，那会影响你所声明的函数——尤其是析构函数——是否为 visual（条款07）。

6. 你的新 type 需要什么样的转换？
   你的 type 生存于其他一海票 types 之间，因而彼此之间该有转换吗？如果你希望允许类型 T1 之物被隐式转换为类型 T2 之物，就必须在 class T1 内写一个类型转换函数（operator T2）或在 class T2 内写一个 non-explicit-one-argument（可被单一实参调用）的构造函数。如果你允许 explicit 构造函数存在，就得写出专门负责执行转换的函数，且不得为类型转换操作符 （type conversion operator） 或 non-explicit-one-argument 构造函数（条款15）。

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 声明那些函数。其中某些该是 member 函数，某些则否（条款23、24、46）。

8. 什么样的标准函数应该驳回？
   那些正是你必须声明为 private 者（条款06）。

9. 谁该取用新的 type 的成员？
   这个提问可以帮助你决定那个成员为 public，那个为 protected，那个为 private。他也帮助你决定哪一个 class 和/或 function 应该是 friend，以及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”（undecleared interface）？
    他对效率、异常安全性（条款29）以及资源运用（例如多任务锁定和动态内存）提供何种保证？你在这些方面提供的保证将为你的 class 实现代码加上相应的约束条件。

11. 你的新 type 有多么的一般化？
    或许你其实并非定义一个新 type，而是定义一整个 types 家族。果真如此你就不该定义一个新 class，而是定义一个新的 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 添加机能，那么说不定单纯定义一或多个 non-member 函数或 template，更能够达到目标。

这些问题不容易回答，所以定义出搞笑的 class 是一种挑战，然而如果能够设计出至少像 C++ 内置类型一样好的用户自定义类，一切汗水便都值得。

** 请记住： **
class 的设计就是 type 的设计，在定义一个新 type 之前，请确定你已经考虑过本条款覆盖的所有讨论主题。