《Effective C++》第4章设计与声明（2）-读书笔记

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条款22：将成员变量声明为private

首先，有两个小点理由支持你将成员变量声明为private。

（1）接口的一致性。

如果public接口的都是函数，那么客户在调用时就不用考虑是否需要加小括号，因为每个调用的都是函数，必须加小括号。

（2）精细的访问控制。

使用函数可以让你对成员变量的处理有更精确的控制，如果你令成员变量为public，每个人都可以读写它。

最重要的是private提供封装性：

如果你通过函数访问成员变量，后面可以更改某个计算替换这个成员，而class客户一点也不会知道class的内部已经变化了，只需重新编译即可。

假设你将一个成员变量声明为public或protected而客户开始使用它，就很难改变那个成员变量所涉及的一切。太多代码需要重写、测试、重写文档、编译。从封装的角度，其实只有两种访问权限：private和其他（不提供封装）。

请记住：

（1）切记将成员变量声明为private。这可赋予客户访问数据的一致性、可细微划分访问控制、允诺约束条件获得保证，并提供class作者以充分的弹性。

（2）protected并不比public更具封装性。

条款23：宁以non-member、non-friend函数替换member函数

下面有一个class：

class WebBrowser
{
public:
    void clearCache();
    void clearHistory();
    void removeCookies();
};

用户希望把这三个接口通过提供一个函数去做，可以定义一个成员函数调用这三个函数。

void WebBrowser::clearEverything()    //成员函数，调用clearCache、clearHistory和removeCookies
{
    clearCache();
    clearHistory();
    removeCookies();
}

当然，这个功能也可以通过一个非成员函数提供：

void clearBrowser(WebBrowser& wb)        //非成员函数
{
    wb.clearCache();
    wb.clearHistory();
    wb.removeCookies();
}

现在要考量的是哪一种做法比较好？

面向对象守则要求，数据以及操作数据的函数应该被捆绑在一起，这意味着它建议member是较好的选择。这个建议是错误的，是对面向对象真实意义的一个误解。

面向对象守则要求数据应该尽可能被封装。与直观相反，clearEverything带来的封装性比clearBrowser要低。因为non-member non-friend函数不能访问class内的private。

注意：这里考量的是member和non-member non-friend二者提供相同的机能时的一个抉择。friends对private的访问权利与member函数相同。

条款24：若所有参数皆需类型转换，请为此采用non-member函数

通常令class支持隐式类型转换是不好的，但也有例外。假设一个class表示有理数，那么允许整数“隐式转换”为有理数是比较合理的。

class Rational
{
public:
    Rational(int numerator = 0, int denominator = 1);
    int numerator() const;            //分子访问函数
    int denominator() const;        //分母访问函数
};

你想让这个class支持乘法运算。可能声明operator*为成员函数。

class Rational
{
public:
    ...
    const Rational operator*(const Rational& rhs) const;
};

这个设计按照下面这种方式使用是没问题的：

Rational oneEighth(1, 8);
Rational oneHalf(1, 2);

Rational result = oneHalf * oneEighth;        //好的，没问题
result = result * oneEighth;                //好的，没问题

当你想使用混合运算时：

result = oneHalf * 2;            //好的，没有问题
result = 2 * oneHalf;            //错误，不满足交换律

本质上上面的用法与下面的等价：

result = oneHalf.operator*(2);        //result = oneHalf * 2;    
result = 2.operator*(oneHalf);        //result = 2 * oneHalf;

所以你就明白为什么不满足交换律了。为了支持混合运算，需要将operator*设置为non-member函数。

const Rational operator*(const Rational& lhs, const Rational& rhs)
{
    return Rational(lhs.numerator() * rhs.numerator(), lhs.denominator() * rhs.denominator());
}

下面的调用的OK的：

Rational oneFourth(1, 4);
Rational result;

result = oneFourth * 2;        //好的，没问题
result = 2 * oneFourth;        //好的，没问题

这里还要说明的一点是构造函数一定不能声明为explicit的，否则整型的数值2就不能隐式转换为Rational对象了。

请记住：如果你需要为某个函数的所有参数（包括被this指针所指的那个隐喻参数）进行类型转换，那么这个函数必须是non-member的。

条款25：考虑写出一个不抛出异常的swap函数

swap函数就是将两对象的值彼此赋予对方。缺省情况下，swap可由STL提供的swap算法完成。典型实现如下：

namespace std 
{
    template<typename T>
    void swap(T& a, T& b)
    {
        T temp(a);
        a = b;
        b = temp;
    }
}

只要T支持拷贝（通过拷贝构造函数和copy assignment操作符完成），就可以利用该算法。

但存在某些情况，缺省的swap行为往往效率较低。例如，以指针指向一个对象。考虑下面的class：

class WidgetImpl
{
public:
...
private:
    int a, b, c;
    vector<double> v;
};

class Widget
{
public:
    Widget(const Widget& rhs);
    Widget& operator=(const Widget& rhs)
    {
        ...
        *pImpl = *(rhs.pImpl);
        ...
    }
private:
    WidgetImpl *pImpl;
};

如果我们要交换Widget对象，缺省的算法会拷贝3个Widget对象和3个WidgetImpl对象，效率很低。实际上，我们只需要置换pImpl指针的指向即可。

为了解决效率问题，我们需要告诉std::swap，当交换Widget对象时，只需要交换指针就好了。可以将std::swap针对Widget特化。

namespace std 
{
    template<>
    void swap<Widget>(Widget& a, Widget& b)
    {
        swap(a.pImpl, b.pImpl);            //交换指针值
    }
}

这只是个思路，一般我们不能改变std内的任何东西，我们可以令Widget声明一个swap的public成员函数做置换工作，然后将std::swap特化。

class Widget
{
public:
    void swap(Widget& other)
    {
        using std::swap;                //
        swap(pImpl, other.pImpl);
    }
};

注意：成员swap函数绝不可抛出异常。因为swap的一个最好应用是帮助class提供强烈的异常安全性保障。

请记住：当std::swap对你的类型效率不高时，提供一个swap成员函数，并确定这个函数不抛出异常。

补充说明：条款25还有一些其他知识，我没有理解的特别好，就没有说明，但整个问题是由swap效率引发的，下次回顾时再补充吧。

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