面向對象之數據抽象_代碼大全筆記（一）

代碼大全裏有句話：“在一種語言上編程”的程序員將他們的思想限制於“語言直接支持的那些構件”。如果語言工具是初級的，那麼程序員的思想也是初級的。“深入一種語言去編程”的程序員首先決定他要表達的思想是什麼，然後決定如何使用特定語言提供的工具來表達這些思想。

俗一點的說就是，軟件開發，重要的是思想，語言僅是工具。有了好的創意，算法、方案和架構，可以選擇任何語言來實現。

OOP離不開數據抽象，爲了更好的進行數據抽象，需要掌握一些基本的技術，當所有最基本的技術都可信手拈來時就可以發揮強大的創造力。萬變不離其宗，基礎紮實才能遊刃有餘。

1、隱藏抽象的實現細節

一般情況下，我們都會在C++的頭文件中聲明類的所有成員（public，protected，private），對於這種情況，用戶並不能訪問私有和保護成員，但是能看到。有時候我們希望用戶無法訪問的還是不顯示爲好，尤其是庫的提供者。--不能用你還讓我看，調戲還是找罵？

用戶在創建類的對象之前，C++的編譯器需要知道類的所有成員的細節，以便爲對象分配足夠的內存，一般用戶都僅僅只有頭文件，因此在類的頭文件中需要聲明類的私有和保護成員。這樣同時也會增加編譯的成本，因爲類的大小改變時，類的所有用戶必須重新編譯它們的程序。（類加入或刪除數據成員時，類大小改變，而普通成員函數的增減需要重編，虛函數，若加在現存虛函數的末尾（現存函數在VTABLE中的偏移不變），可以不重編）

爲了解決以上問題，可以通過增加一個單獨的實現類來解決。（Qt中大量使用了這種方法，大多是由一個對應XXXPrivate後綴的類提供具體的實現）--其實就是外包出去

在導出的類中僅僅包含實現類的指針，而不是將所有的數據都保留在導出類的頭文件中，這樣XXXImpl的任何更改，都不會影響到XXX類。如下：

class XXXImpl;//此類中包含具體的數據成員，這裏利用了前置聲明，XXXImpl不需要導出給用戶，在XXX的構造函數中創建XXXImpl並讓m_pHandle指向它
calss XXX
{
   public:
         XXX();
   private:
         XXXImpl*    m_pHandle;
}

利用指針的好處：

1. XXXImpl的改動不影響XXX，用戶不需要重新編譯，只需重新鏈接即可，極大的加快的編譯程序的速度。--外包商換了，但我不告訴你
2. XXX的用戶看不到數據成員。--在外包商那裏，你在我這裏看瞎眼啊

利用指針的缺點：

1. XXX的任何使用m_pHandle的成員函數不能是內聯的。（因爲內聯會在用戶代碼展開，展開時需要知道細節）--缺點再多該用還得用啊
2. XXX每個對象都增加了一個指針的大小（32位機器是4字節）
3. 對XXXImpl成員的訪問是通過m_pHandle進行的，增加了間接環節。
4. 創建和刪除XXXImpl也需要成本

大型工程重新編譯的成本是非常高的，鏈接的主要任務是地址映射（重定位函數調用的地址等），和編譯相比，鏈接所花費的時間相當少。當修改類的實現，而接口不變時，用戶只需要重新鏈接。類中的任何下列改動都將導致用戶重新編譯代碼：

1. 添加數據成員
2. 修改數據成員大小或類型
3. 修改數據成員順序
4. 刪除數據成員
5. 添加成員函數
6. 修改函數聲明
7. 修改函數順序
8. 刪除函數
9. 修改類內部任何聲明（枚舉、結構體等）
10. 修改內聯函數

僅僅修改函數實現（實現重編），用戶只需重新連接（和新函數地址連接）。

2、指針、引用、值

按照按需創建的概念，即對象在需要的時候才創建。

使用指針作爲數據成員的優點：

1. 創建包含指針的對象時，不需要立即給指針綁定對象，可以給NULL，讓對象創建速度更快。
2. 在對象生存期內，指針可以指向不同對象，提供了更大的靈活性。

使用指針作爲數據成員的缺點：

1. 成員函數使用指針之前需要判空，否則崩潰。
2. 若在成員函數中new創建了對象並賦給指針，則析構時需要刪除指針所指對象，否則內存泄漏。

對比引用和值，使用指針作爲數據成員只在需要靈活性的地方纔有用，如在創建類對象時，就需要使用類對象的數據成員，那麼使用引用和值會比指針容易。使用指針和引用時，可以使用多態。

3、控制對象的創建

只允許用new（）創建對象

不讓用戶在棧上創建對象（局部），技巧是讓析構函數成爲私有。C++中用戶在棧上創建對象時，編譯器會查找匹配的構造和析構函數，如果其中一個無法訪問，則出現編譯錯誤。如此就只能通過new來創建對象了，但是問題是我們如何刪除對象呢？（析構已經是私有的了），一個簡單的辦法是提供一個Delete成員函數（delete this）。--怎麼看着像一損招？有用沒用，先記着

防止用new（）創建對象

實現一個不可訪問new運算符。

private:
 void* operator new(size_t size);
 void operator delete(void* p);

4、避免大型數組作爲局部變量或數據成員

由於局部變量是在棧上分配的，棧通常有預設值的大小，且依賴具體平臺，在棧上創建大型數組可能導致程序崩潰，尤其是函數是遞歸的，問題更嚴重。數據成員同理。創建大型數組應該考慮使用堆。

使用數組作爲數據成員時，考慮使用指針代替數組。

使用對象數組和指針數

我們通常避免創建對象數組，使用對象數組有一些缺點：

XXX  obArray[10]; //這樣只能調用默認構造函數

希望調用不同的構造函數時，得使用下面的方式：

XXX obArray[10] = { 11, XXX("test")}--對於剩下的8個，還是調用了默認構造函數，這種方法也只適用於小型數組，如果是10000個XXX對象的數組，估計要自殺了。

較好的方案是使用對象指針數組，可以自由使用特定構造函數。

XXX* pObArray[10];

for()

  pobArray[i] = 0;//初始化

pObArray[0] = new XXX("test");//保存

更靈活一點，可以創建一個指向指針數組的指針，即指針的指針。XXX ** ppArray； ppArray = new XXX*[size];但使用指針數組，需要判空，切記。-都用STL容器多一些

5、成員函數返回值，數據成員，首選對象，而不是簡單類型的指針

有時候我們會設置類似 const char* GetName() const;這樣的成員函數，返回簡單類型的指針。這樣做並不能防止用戶將指針轉爲char*並修改它。這種時候，最好使用抽象數據類型代替char*來保存字符，如CString。--在可能的地方，使用對象代替原始指針類型。

6、避免臨時對象

如果對象做常量使用，則最好創建1次，然後重複使用。

void f(const XXX& x);

void g()
{
   f(XXX("test"));
}
//每次調用g的時候，都將創建臨時對象
可以在全局
XXX Test("test");
g(){ f(Test); }
//或者在內部聲明static對象
void g()
{
   static XXX test("Test");
   f(test);
}

7、使用複製構造函數初始化對象

很多時候，我們希望用現存對象創建新對象，此時，複製構造函數是最好的選擇。

8、有效的使用代理對象

代理對象的作用：

1. 用於安全共享的代理對象--寫時複製，進程共享內存
2. 爲方便使用的代理對象
3. 爲遠程對象替身的代理對象
4. 提供其他功能的智能代理--智能指針
5. 解決語法/語義問題的代理--操作符重載[]
6. 通用下標代理

9、使用簡單的抽象建立更復雜的抽象

給定一個Fish和Fly，則很容易實現一個FlyFish抽象。

10、抽象必須允許用戶用各種不同的方式使用類

數據抽象和麪向對象編程的威力在於創建簡單的類，並用許多方法擴展它們，以創建更加強大有用的抽象。