記得 Effective C++ 3rd Item 19 專門說了如何設(shè)計(jì)一個(gè)類，貼一下
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Item 19: Treat class design as type design
設(shè)計(jì) class 猶如設(shè)計(jì) type

C++ 就像在其他 OOP（面向?qū)ο缶幊蹋┱Z言一樣，當(dāng)你定義一個(gè)新的 class，也就定義了一個(gè)新 type。身為 C++ 程序員，你的許多時(shí)間主要用來擴(kuò)張你的類型系統(tǒng)（type system）。這意味你并不只是 class 設(shè)計(jì)者，還是 type 設(shè)計(jì)者。重載（overloading）函數(shù)和操作符、控制內(nèi)在的分配和歸還、定義對象的初始化和終結(jié)……全都在你手上。因此你應(yīng)該帶著和“語言設(shè)計(jì)者當(dāng)初設(shè)計(jì)語言內(nèi)置類型里時(shí)”一樣的謹(jǐn)慎來研討 class 的設(shè)計(jì)。

設(shè)計(jì)優(yōu)秀的 classes 是一項(xiàng)艱巨的工作，因?yàn)樵O(shè)計(jì)好的 types 是一項(xiàng)艱巨的工作。好的 types 有自然的語法，直觀的語義，以及一或多個(gè)高效實(shí)現(xiàn)品。在 C++ 中，一個(gè)不良規(guī)劃下的 class 定義恐怕無法達(dá)到上述任何一個(gè)目標(biāo)。甚至 class 的成員函數(shù)的效率都有可能受到它們“如何被聲明”的影響。

那么，如何設(shè)計(jì)高效的 classes 呢？首先你必須了解你面對的問題，幾乎每一個(gè) class 都要求你面對以下提問，而你的回答往往導(dǎo)致你的設(shè)計(jì)規(guī)范：

新 type 的對象應(yīng)該如何被創(chuàng)建和銷毀？? 這會(huì)影響到你的 class 的構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)以及內(nèi)存分配函數(shù)和釋放函數(shù)（operator new， operator new[]， operator delete 和 operator delete[] 見 第八章）的設(shè)計(jì)，當(dāng)然前提是如果你打算撰寫它們。

對象的初始化和對象的賦值該有什么樣的差別？ 這個(gè)答案決定你的構(gòu)造函數(shù)和賦值（assignment）操作符的行為，以及其間的差異。很重要的是別混淆了“初始化”和“賦值”，因?yàn)樗鼈儗?yīng)于不同的函數(shù)調(diào)用(見條款四)。

新 type 的對象如果被 passed by value（以值傳遞），意味著什么？ 記住， copy 構(gòu)造函數(shù)用來定義一個(gè) type 的 pass-by-value 該如何實(shí)現(xiàn)。

什么是新 type 的“合法值”？ 對 class 的成員變量而言，通常只有某些數(shù)值集是有效的。那些數(shù)值集決定了你的 class 必須維護(hù)的約束條件（invariants），也就決定了你的成員函數(shù)（特別是構(gòu)造函數(shù)、賦值操作符和所謂“setter”函數(shù)）必須進(jìn)行的錯(cuò)誤檢查工作。它也影響函數(shù)拋出異常、以及（極少被使用的）函數(shù)異常明細(xì)列（exception specifications）。

你的新 type 需要配合某個(gè)繼承圖系（inheritance graph）嗎 ？ 如果你繼承自某些既有的 classes，你就受到那些 classes 的設(shè)計(jì)的束縛，特別是受到“它們的函數(shù)是 virtual 或 non-virtual”的影響（見條款三十四和條款三十六）如果你允許其他 classes 繼承你的 class，那會(huì)影響你所聲明的函數(shù)——尤其是析構(gòu)函數(shù)——是否為 virtual（見 條款七）。

你的新 type 需要什么樣的轉(zhuǎn)換？ 你的 type 生存于其他一海票 types 之前，因而彼此該有轉(zhuǎn)換行為嗎？如果你希望允許類型 T1 之物被隱式轉(zhuǎn)換為類型 T2 之物，就必須在 class T1 內(nèi)寫一個(gè)類型轉(zhuǎn)換函數(shù)（operator T2）或在 class T2 內(nèi)寫一個(gè) non-explicit-one-argument（可被單一實(shí)參調(diào)用）的構(gòu)造函數(shù)。如果你只允許 explicit 構(gòu)造函數(shù)存在，就得寫出專門負(fù)責(zé)執(zhí)行轉(zhuǎn)換的函數(shù)，且不得為類型轉(zhuǎn)換操作符（type conversion operators） 或 non-explicit-one-argument 構(gòu)造函數(shù)。（條款十五有隱式和顯式轉(zhuǎn)換函數(shù)的范例。）

什么樣的操作符和函數(shù)對此新 type 而言是合理的？ 這個(gè)問題的答案決定你將為你的 class 聲明哪些函數(shù)。其中某些該是 member 函數(shù)，某些則否見（條款二十三，條款二十四，條款四十六）

什么樣的標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)應(yīng)該駁回？ 那些正是你必須聲明為 private 者（見條款六）。

誰該取用新 type 的成員？ 這個(gè)提問可以幫助你決定哪個(gè)成員函數(shù)為 public，哪個(gè)為 protected，哪個(gè)為 private。它也幫助你決定哪一個(gè) classes 和／或 function 應(yīng)該是 friends，以及將它們嵌套于另一個(gè)之內(nèi)是否合理。

什么是新 type 的“未聲明接口”（undeclared interface）？ 它對效率、異常安全性（條款二十九）以及資源運(yùn)用（例如多任務(wù)鎖定和動(dòng)態(tài)內(nèi)存）提供何種保證？你在這些方面提供的保證將為你的 class 實(shí)現(xiàn)代碼加上相應(yīng)的約束條件。

你的新 type 有多么一般化？ 或許你其實(shí)并非定義一個(gè)新 type，而是定義一整個(gè) types 家族。果真如此你就不該定義一個(gè)新 class，而是應(yīng)該定義一個(gè)新的 class template。

你真的需要一個(gè)新 type 嗎？ 如果只是定義新的 derived class 以便既有的 class 添加機(jī)能，那么說不定單純定義一或多個(gè) non-member 函數(shù)或 templates，更能夠達(dá)到目標(biāo)。

這些問題不容易回答，所以定義出高效的 classes 是一種挑戰(zhàn)。然而如果能夠設(shè)計(jì)出至少像 C++ 內(nèi)置類型一樣好的用戶自定義（user-defined）classes，一切汗水便都值得。

請記住

Class 的設(shè)計(jì)就是 type 的設(shè)計(jì)。在定義一個(gè)新 type 之前，請確定你已經(jīng)考慮過條款覆蓋的所有討論主題。