C++设计类的注意事项

发表于:2017-12-14 10:22

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 作者:Cloudox_    来源:简书

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  构造函数
  如果没有声明构造函数,编译器会定义一个默认构造函数(无参数、无内容),让你可以不初始化来直接创建对象:
  Star rigel;
  Star pleiades[6];
  但如果定义了某种形式的构造函数,编译器就不会帮你定义默认构造函数了,如果还是有上述情况的使用,那需要自己定义一个默认构造函数。最好提供一个显式的默认构造函数,保证不出错。
  构造函数用来创建新对象,它是不能被派生类继承的,派生类需要定义自己的构造函数,并在初始化列表中调用基类的构造函数:
  SubClass::SubClass(int a, int b):BaseClass(b) {
  // 派生类初始化部分
  }
  注意,初始化列表只能在构造函数上使用。
  和普通构造函数一样,如果你没定义复制构造函数,编译器将提供一个,旦最好显式地自己定义一个,对于一些用new初始化的成员,自行用深复制来做复制,否则编译器提供的只是简单的浅复制,在删除时会出问题。下面这些情况会用到复制构造函数:
  · 将新的对象初始化为一个同类对象。
  · 按值将对象传递给函数。
  · 函数按值返回对象。
  · 编译器生成临时对象。
  赋值操作符
  要分清楚什么是赋值,什么是初始化,这是不同的:
  Star sirius;
  Star alpha = sirius;// 初始化
  Star dogstar;
  dogstar = sirius;// 赋值
  最好也显示定义赋值操作符,如果你可能用到的话。大概如下:
  Star & Star::operator=(const char &) {...}
  注意这里传递的参数与是引用,因为基类引用可以指向派生类,而派生类引用不可指向基类,所以可以将派生类赋值给一个基类,而不能将一个基类赋值给一个派生类(毕竟缺少成员)。同理,如果要做到不同类之间的赋值(也包括基类赋值给派生类),要么做强制类型转换再赋值,要么定义一个特定参数的赋值操作函数。
  赋值操作符也是不能被继承的,毕竟其特征标(参数列表)随类而异。
  在定义派生类的赋值操作符重载函数时,要显式地在函数块中通过::来调用基类的赋值操作符,来操作基类的成员,毕竟派生类很多时候无法直接访问到基类成员,只能通过调用基类的公开方法来访问,而且也不能通过初始化列表的方式来调用:
  SubClass & SubClass::operator=(const SubClass & sub) {
  if (this == &sub)
  return *this;
  BaseClass::operator=(sub);// 显示调用基类赋值操作符函数
  //注意这个函数的参数应该是基类引用,但是基类引用是可以指向子类的,它只会操作基类的成员
  ...// 操作派生类的成员
  return *this;
  }
  析构函数
  一定要注意显式定义析构函数来释放构造函数使用new分配的所有内存。
  基类的析构函数最好定义成虚函数(virtual),这样当释放一个基类指针指向的派生类时,也会自动先调用派生类的析构函数,然后才调用基类的析构函数,否则会只调用基类的析构函数,这样派生类用new初始化的成员将得不到释放。
  按值与按引用传递对象
  通常如果函数参数是对象,最好按引用来传递,一是为了提高效率,毕竟按值传递需要复制一个对象,这就要调用复制构造函数,用完了再调用析构函数,这很费时间,尤其是当类比较大的时候。而按引用传递则很快。另外,也由于C++支持用基类的引用指向派生类时,对于虚函数会调用其真实类型的函数,这保证了灵活的使用。只是要注意如果在函数中不修改对象,最好用const修饰对象参数,避免修改。
  当把对象作为返回值时,如果是传递的原始对象引用,那么要返回对象的引用,保证是传递的同一个对象,比如重载<<操作符时,就要传递同一个cout对象,因此必须返回引用,按引用返回也可以节省时间。但是如果返回的是函数中临时创建的新对象,那就只能按值返回,毕竟函数结束后这个新对象就会被析构了,必须复制一个对象来传递回去。
  私有成员与保护成员
  用private修饰的为私有成员,只有类对象自己可以访问,派生类也不可以。用protected修饰的为保护成员,类对象自己可以访问,派生类也可以访问,外部类不能访问。用public修饰的就都可以访问了。
  将基类成员设为private的可以提高安全性,但是设为protected则可以简化代码,提高访问速度,这就按需索取啦。
  虚函数
  前面也提高过,用virtual修饰类的一个函数原型可以令其变成虚函数(虚方法)。只需要在原型时修饰,定义中不用再次修饰。
  用virtual修饰的虚函数,在派生类中也会自动成为虚函数。虚函数的意义是当用基类的指针或引用指向对象时(不管指向的是基类对象还是派生类对象),调用虚函数会根据对象真实类型调用对应方法。如果没用virtual修饰,那用基类指针或引用去调用方法时只会调用基类的方法:
  virtual void func();
  BaseClass base = ...
  SubClass sub = ...
  base.func();// 调用基类的方法
  sub.func();// 调用派生类的方法
  BaseClass &ref = sub;
  ref.func();// 调用派生类的方法,如果不用virtual修饰,则调用基类方法
  当然,如果要能做到分开调用,在派生类中也要一模一样的定义一个方法(参数列表要一致),此时用virtual修饰与否都可以,毕竟基类已经修饰过了,其所有派生类和派生类的派生类的此方法都是虚方法。但最好还是用virtual修饰一下,比较明显。
  所有要在派生类中重定义的方法都建议在基类中用virtual修饰,以防出错。
  如果更近一步,在声明虚方法时后面加个const=0,这叫做纯虚方法:
  virtual void func()const = 0;
  这会让此类变成一个抽象基类,抽象基类的意思是它就是一个专门用作基类的,不能初始化它的对象出来,比如有一个类是“圆形类”,一个类是“椭圆形类”,为了方便可以定义一个“形状类”作为它们两个的抽象基类,持有一些比如圆心坐标等的共有成员和方法,但是你不能去创建一个“形状”对象来,没什么意义。这时就可以用到抽象基类了,也就是至少让一个方法使用上面的声明方式。

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