effective C++ 讀書筆記（中）

條款33：避免遮掩繼承而來的名稱

      看下面的例子：

class Base{ private: int x; public: virtual void mf1() = 0; virtual void mf1(int); virtual void mf2(); void mf3(); void mf3(double); //... }; class Derived: public Base{ public: virtual void mf1(); void mf3(); void mf4(); //... }; 

      以作用域爲基礎的“名稱遮掩規則”並沒有改變，因此base class內所有名爲mf1和mf3的函數都被derived class內的mf1和mf3函數遮掩掉了。從名稱查找觀點來看，Base::mf1和Base::mf3不再被Derived繼承！只有在當前域找不到名稱的成員纔會再到基類去找。。。

Derived d; int x; //... d.mf1(); //沒問題，調用Derived::mf1 d.mf1(x); //錯誤，因爲Derived::mf1遮掩了Base::mf1 d.mf2(); //沒問題，調用Base::mf2 d.mf3(); //沒問題，調用Derived::mf3 d.mf3(x); //錯誤，因爲Derived::mf3遮掩了Base::mf3 

      如果想繼承基類的重載函數，可在Base類的聲明裏加上：

using Base::mf1;//讓Base class內名爲mf1和mf3的所有 using Base::mf3;//東西在Derived作用域內可見 

 

條款34：區分接口繼承和實現繼承

      有時候，你希望繼承類只繼承成員函數的接口；有時候你又會希望繼承類同時繼承函數的接口和實現，但又希望能夠覆寫它們所繼承的實現；有時候你希望繼承類同時繼承函數的接口和實現，並且不允許覆寫任何東西。

      Scott提到：

      1.成員函數的接口總是會被繼承。

      2.聲明一個pure virtual函數的目的是爲了讓derived classes只繼承函數接口。

      3.聲明簡樸的impure virtual函數的目的，是讓derived classes繼承該函數的接口和缺省實現。

      4.聲明non-virtual函數的目的是爲了令derived classes繼承函數的接口及一份強制性實現。

 

條款35：考慮virtual函數以外的其他選擇

      藉由Function Pointers實現Strategy模式

      class GameCharacter; int defaultHeathCalc(const GameCharater& gc); class GameCharacter{ public: typedef int (*HealthCalcFunc) (const GameCharacter&); explicit GameCharacter(HealthCalcFunc hcf=defaultHealthCalc) :healthFunc(hcf) {} int healthValue() const {return healthFucn(*this);} //... private: HealthCalcFunc healthFunc; }; 

      藉由tr1::function完成Strategy模式

      如果我們不再使用函數指針，而是改用一個類型爲tr1::function的對象，與函數指針相關的一些約束就沒有了。這樣的對象可持有（保存）任何可調用物（也就是函數指針、函數對象、或成員函數指針），只要其簽名式兼容於需求端。tr1::function的定義與函數指針類似，但是基於tr1的其它輔助功能將使該tr1::function有別於函數指針，下面詳細介紹這個東西。。

      先來看基本功能代碼：

      class GameCharacter; int defaultHealthCalc(const GameCharacter& gc); class GameCharacter{ public: //HealthCalcFunc可以是任何“可調用物”，可被調用並接受 //任何兼容於GameCharacter之物，返回任何兼容於int的東西，詳下。 typedef std::tr1::function<int (const GameCharacter&)> HealthCalcFunc; explicit GameCharacter(HealthCalcFunc hcf=defaultHealthCalc):healthFunc(hcf) {} int healthValue() const {return healthFunc(*this);} //... private: HealthCalcFunc healthFunc; }; 

      初看起來，和函數指針沒有什麼區別，但看看下面的代碼：

short calcHealth(const GameCharacter&);//健康計算函數： //注意其返回類型爲non-int struct HealthCalculator{ int operator()(const GameCharacter&) const {//...} }; class GameLevel{ public: float health(const GameCharacter&) const; //成員函數，用以計算健康 //... //注意其non-int返回類型 }; class EvilBadGuy:public GameCharacter{ //... }; class EyeCandyCharacter:public GameCharacter{ //另一個人物類型 //... 假設其構造函數與 }; //EvilBadGuy同 EvilBadGuy ebgl(calcHealth); //人物1，使用某個函數計算健康指數 EyeCandyCharacter eccl(HealthCalculator()); //人物2，使用某個函數對象計算健康指數 GameLevel currentLevel; EvilBadGuy ebg2( //人物3，使用某個成員函數計算健康指數 std::tr1::bind(&GameLevel::health, currentLevel, _1) ); 

      注意上面的ebg2，我們希望用GameLevel類的成員函數health來計算ebg2的健康指數。如果我們使用它，就必須先有一個GameLevel類的對象。因此這裏將currentLevel綁定爲GameLevel對象，讓它在“每次GameLevel::health被調用以計算ebg2的健康”時被使用。那正是tr1::bind的作爲：它指出ebg2的健康計算函數應該總是以currentLevel作爲GameLevel對象。bind函數具體細節可以上網搜索。

      古典的Strategy模式

      將繼承體系內的virtual函數替換爲另一個體系內的virtual函數。這是Strategy設計模式的傳統實現手法。

 

條款37：絕不重新定義繼承而來的缺省參數值

      對象的所謂靜態類型，就是它在程序中被聲明時所採用的類型。考慮一下的class繼承體系：

class shape{ public: enum ShapeColor {Red, Green, Blue}; virtual void draw(ShapeColor color=Red) const = 0; }; class Rectangle: public Shape{ public: virtual void draw(ShapeColor color=Green) const; }; class Circle: public Shape{ public: virtual void draw(ShapeColor color) const; }; 

      現在考慮這些指針：

Shape* ps; //靜態類型爲Shape* Shape* pc = new Circle; //靜態類型爲Shape* Shape* pr = new Rectangle; //靜態類型爲Shape* 

      本例中ps，pc和pr都被聲明爲pointer-to-Shape類型，所以它們都以爲它爲靜態類型。注意，不論它們真正指向什麼，它們的靜態類型都是Shape*。

      對象的所謂動態類型則是指“目前所指對象的類型”。也就是說，動態類型可以表現出一個對象將會有什麼行爲。以上例而言，pc的動態類型是Circle*，pr的動態類型是Rectangle*。ps沒有動態類型，因爲它尚未指向任何對象。

      動態類型一如其名稱所示，可在程序執行過程中改變（通常是經由賦值動作）：

ps = pc; //ps的動態類型現在是Circle* 

      virtual函數是動態綁定，而缺省參數值確實靜態綁定。意思是你可能會在“調用一個定義與derived class內的virtual函數”的同時，卻使用base class爲它所制定的缺省參數值。

 

條款39：明智而審慎地使用private繼承

      如果classes之間的集成關係是private，編譯器不會自動將一個derived class對象轉換爲一個base class對象。這和public繼承的情況不同。如果讓class D以private形式繼承class B，你的用意是爲了採用class B內已經備妥的某些特性，不是因爲B對象和D對象存在有任何觀念上的關係。private繼承意味着只有實現部分被繼承，接口部分應略去。如果D以private形式繼承B，意思是D對象根據B對象實現而得，再沒有其他意涵了。private繼承在軟件“設計”層面上沒有意義，其意義只及於軟件實現層面。

      下面是兩種對於Timer類的onTick函數的使用，一種使用private繼承，一種採用public繼承加複合：

//case 1: class Widget: private Timer{ private: virtual void onTick() const; }; //case 2: class Widget:{ private: class WidgetTimer: public Timer{ public: virtual void onTick() const; }; WidgetTimer timer; }; 

      Scott介紹了兩個採用第二種方案的理由，第二個是：可以將Widget的編譯依存性降至最低。如果Widget繼承Timer，當Widget被編譯時Timer的定義必須可見，所以定義Widget的那個文件恐怕必須#include Timer.h。但如果WidgetTimer移出Widget之外而Widget內含指針指向一個WidgetTimer，Widget可以只帶着一個簡單的WidgetTimer聲明式，不再需要#include任何與Timer有關的東西。

      使用private繼承有一種極端情況：當基類爲空，而又要考慮節約空間時，以private繼承將不會增加繼承類的大小，而用複合的方式則不是這樣，空的基類也要佔用一定空間。

 

條款40：明智而審慎地使用多重繼承

      多重繼承的意思是繼承一個以上的基類，但這些基類可能又有相同的基類，這樣就會形成所謂的“磚石型多重繼承”。如果這樣，C++將會在繼承類裏複製兩次最上層的基類。如果不想出現複製多次的情形，那麼就必須採用虛繼承。

      虛繼承在本書中是不被鼓勵的行爲，因爲使用虛繼承可能使派生類對象的體積比非虛繼承大，而且虛繼承的基類的初始化工作是由最下層的派生類負責的，這就是說，虛基類不會自己初始化。

      書中還有一個巧妙利用多重繼承實現代碼重用的例子，感興趣的可以看看該書195頁到198頁。這裏就不囉嗦了。

 

條款41：瞭解隱式接口和編譯器多態

      面向對象的世界裏，顯示接口和運行期多態占主導地位，而在模板和泛型編程的世界，隱式接口和編譯器多態反而變成更加重要的概念。模板中的對象必須實現的接口是由模板的行爲來決定的，模板中的一系列表達式便是模板對象所必需實現的隱式接口。而涉及到對象的任何函數調用，例如operator>和operator!=，有可能造成模板具現化，使這些調用得以成功。這樣的具體行爲發生在編譯期。“以不同的模板參數具現化函數模板”會導致調用不同的函數，這便是所謂的編譯期多態。

      PS:所謂顯示接口和隱式接口的區別，其實就是顯示接口是由直接的定義，如成員函數，成員變量等。而隱式接口則有與對象有關的有效表達式推斷出對象所支持的接口，比如若對象調用了size函數，那麼該對象必然支持size函數的接口。（此書把它說的挺玄乎的。）

      加諸於模板參數身上的隱式接口，就像加諸於類對象身上的顯示接口一樣在編譯期完成檢查。