如何設計一個 C 的類？
時間：2021-08-19 16:12:21
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[導讀]↓推薦關注↓什么是類？我理解類是現實世界的描述，是對業(yè)務的抽象，類設計的好不好多半取決于你抽象的巧不巧。類的設計最重要的一點是要表示來自某個領域的概念，拿我最近在做的音視頻剪輯來舉例，剪輯業(yè)務中有軌道的概念，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，在現實...
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我理解類是現實世界的描述，是對業(yè)務的抽象，類設計的好不好多半取決于你抽象的巧不巧。
類的設計最重要的一點是要表示來自某個領域的概念，拿我最近在做的音視頻剪輯來舉例，剪輯業(yè)務中有軌道的概念，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，在現實世界中，軌道可以復制嗎？片段可以復制嗎？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造函數和移動構造函數，完全取決于它們在現實世界的樣子。
tips：類的名字應該明確告訴用戶這個類的用途。
類需要自己寫構造函數和析構函數嗎？
反正我每次定義一個類的時候都會明確把構造函數和析構函數寫出來，即便它是空實現，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造函數。但我不想依賴編譯器，也建議大家不要過度依賴編譯器，明確寫出來構造函數和析構函數也是一個好習慣，多數情況下類沒有那么簡單，多數情況下編譯器默認生成的構造函數和析構函數不一定是我們想要的。默認的構造函數不會給我們的數據成員初始化，所以需要自己寫一個構造函數，其實在構造函數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據成員，我們在某個地方為其分配了一塊內存，編譯器自動生成的析構函數默認是不會將這塊內存釋放掉的，為了規(guī)避這潛在的風險，還是自己寫一個吧！
tips：編譯器在某些情況下會生成移動構造函數或移動賦值運算符，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造函數嗎？
什么是默認構造函數？看下百度百科的定義：
默認構造函數（default constructor）就是在沒有顯式提供初始化式時調用的構造函數。它由不帶參數的構造函數，或者為所有的形參提供默認實參的構造函數定義。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造函數。
這和上一個問題類似，首先需要了解什么時候需要默認構造函數，看下面這段代碼。當已經為一個類提供了帶有參數的構造函數，編譯器不會為該類再默認的生成構造函數，如果此時在其它地方以無參形式構造了該類的一個對象，編譯器就會報錯，找不到對應的構造函數，那怎么解決？一種方法是為類設置一個無參的默認構造函數（像下面代碼這樣），另一種方法是自己提供一個對應的構造函數。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。
數據成員是設置private還是public還是protected？三種訪問權限就不過多介紹了，說說我平時是怎么設置數據成員權限的吧！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。
類需要虛析構函數嗎？
這個很明確，如果類會作為基類被派生時，該基類的析構函數就一定要聲明為虛函數，如果某個類確定不會被派生，那就不要聲明其析構函數為虛函數。
類需要提供拷貝構造函數嗎？
這里需要考慮清楚，需要明確究竟是否提供，這需要結合這個類在現實生活中的實際意義，類是某個領域某個業(yè)務某個實物的抽象，假設有一個試卷類，因為試卷可以拷貝，那就明確提供拷貝構造函數，假設有一個Person類，因為不允許克隆人，那就明確禁用拷貝構造函數。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。
類需要提供移動構造函數嗎？
移動構造是C 11引入的新特性，這里涉及到左值右值等概念。
一個類具有移動構造函數才具備移動語義，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造函數，答案還是，要想清楚，要結合實際情況，假設我們定義了一個美國總統的類，可以提供移動構造函數，因為美國總統幾年就會換一個，再假設我們定義了一個美國最傻吊總統的類，那就應該禁用移動構造函數，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？
我理解類是現實世界的描述，是對業(yè)務的抽象，類設計的好不好多半取決于你抽象的巧不巧。
類的設計最重要的一點是要表示來自某個領域的概念，拿我最近在做的音視頻剪輯來舉例，剪輯業(yè)務中有軌道的概念，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，在現實世界中，軌道可以復制嗎？片段可以復制嗎？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造函數和移動構造函數，完全取決于它們在現實世界的樣子。
tips：類的名字應該明確告訴用戶這個類的用途。
類需要自己寫構造函數和析構函數嗎？
反正我每次定義一個類的時候都會明確把構造函數和析構函數寫出來，即便它是空實現，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造函數。但我不想依賴編譯器，也建議大家不要過度依賴編譯器，明確寫出來構造函數和析構函數也是一個好習慣，多數情況下類沒有那么簡單，多數情況下編譯器默認生成的構造函數和析構函數不一定是我們想要的。默認的構造函數不會給我們的數據成員初始化，所以需要自己寫一個構造函數，其實在構造函數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據成員，我們在某個地方為其分配了一塊內存，編譯器自動生成的析構函數默認是不會將這塊內存釋放掉的，為了規(guī)避這潛在的風險，還是自己寫一個吧！
tips：編譯器在某些情況下會生成移動構造函數或移動賦值運算符，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造函數嗎？
什么是默認構造函數？看下百度百科的定義：
默認構造函數（default constructor）就是在沒有顯式提供初始化式時調用的構造函數。它由不帶參數的構造函數，或者為所有的形參提供默認實參的構造函數定義。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造函數。
這和上一個問題類似，首先需要了解什么時候需要默認構造函數，看下面這段代碼。當已經為一個類提供了帶有參數的構造函數，編譯器不會為該類再默認的生成構造函數，如果此時在其它地方以無參形式構造了該類的一個對象，編譯器就會報錯，找不到對應的構造函數，那怎么解決？一種方法是為類設置一個無參的默認構造函數（像下面代碼這樣），另一種方法是自己提供一個對應的構造函數。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; };數據成員是設置private還是public還是protected？三種訪問權限就不過多介紹了，說說我平時是怎么設置數據成員權限的吧！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_; };類需要虛析構函數嗎？
這個很明確，如果類會作為基類被派生時，該基類的析構函數就一定要聲明為虛函數，如果某個類確定不會被派生，那就不要聲明其析構函數為虛函數。
類需要提供拷貝構造函數嗎？
這里需要考慮清楚，需要明確究竟是否提供，這需要結合這個類在現實生活中的實際意義，類是某個領域某個業(yè)務某個實物的抽象，假設有一個試卷類，因為試卷可以拷貝，那就明確提供拷貝構造函數，假設有一個Person類，因為不允許克隆人，那就明確禁用拷貝構造函數。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。
類需要提供移動構造函數嗎？
移動構造是C 11引入的新特性，這里涉及到左值右值等概念。
一個類具有移動構造函數才具備移動語義，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造函數，答案還是，要想清楚，要結合實際情況，假設我們定義了一個美國總統的類，可以提供移動構造函數，因為美國總統幾年就會換一個，再假設我們定義了一個美國最傻吊總統的類，那就應該禁用移動構造函數，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？
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