[笔记]《Effective C++》第六章 Inheritance and Object-Oriented Design

条款32:Make sure public inheritance models"is-a."

“public继承”意味is-a。适用于base classes身上的每一件事情一定也适用于derived classes身上,因为每一个derived class对象也都是一个base class对象

必须牢记:

  • public inheritance(公开继承)意味 "is-a"(是一种)的关系。

条款33:Avoid hiding inherited names.

  1. derived classes内的名称会遮掩base classes内的名称。在public继承下从来没有人希望如此。
  2. 为了让被遮掩的名称再见天日,可使用using声明式转交函数(forwarding functions)。

条款34:Differentiate between inheritance of interface and inheritance of implementation.

  • public继承下,成员函数的接口总是会被继承。
  • 声明一个pure virtual函数的目的是为了让derived classes只继承函数接口
    • 我们可以为pure virtual函数提供定义,调用它的唯一途径是“调用时明确指出其class名称”。
  • 声明简朴的(非纯)impure virtual函数的目的,是让derived classes继承该函数的接口和缺省实现
  • 声明non-virtual函数的目的是为了令derived classes继承函数的接口及一份强制性实现
    • 一个non-virtual成员函数所表现的不变性(invariant)凌驾其特异性(specialization),所以它绝不该在derived class中被重新定义。

条款35:Consider alternatives to virtual functions.

可以采用以下方法作为虚函数的替代:

  • 藉由Non-Virtual Interface手法实现Template Method模式。
  • 藉由Function Pointers实现Strategy模式。
  • 藉由tr1::function(C++11中已经加入标准库)完成Strategy模式。tr1::function对象的行为就像一般函数指针。这样的对象可接纳“与给定之目标签名式(target signature)兼容”的所有可调用物(callable entities)。
  • 古典的Strategy模式。将继承体系内的 virtual函数替换为另一个继承体系内的virtual函数。

条款36:Never redefine an inherited non-virtual function.

任何情况下都不该重新定义一个继承而来的non-virtual函数。

条款37:Never redefine a function's inherited default parameter value.

virtual函数系动态绑定(dynamically bound),而缺省参数值却是静态绑定(statically bound)

  • 对象的所谓静态类型(static type),就是它在程序中被声明时所采用的类型。
  • 对象的所谓动态类型(dynamic type)则是指“目前所指对象的类型”。

条款38:Model "has-a" or "is-implemented-in-terms-of" through composition.

  • 复合意味has-a(有一个)或is-implemented-in-terms-of (根据某物实现出)。
  • 当复合发生于应用域内的对象之间,表现出has-a的关系;当它发生于实现域内则是表现is-implemented-in-terms-of的关系。
    • 程序中的对象其实相当于你所塑造的世界中的某些事物,例如人、汽车、一张张视频画面等等。这样的对象属于应用域(application domain)部分。
    • 其他对象则纯粹是实现细节上的人工制品,像是缓冲区(buffers)、互斥器(mutexes)、查找树(search trees)等等。这些对象相当于你的软件的实现域(implementation domain)

条款39:Use private inheritance judiciously.

1 Private继承意味is-implemented-in-terms of(根据某物实现出)。它通常比复合(composition)的级别低。但是当derived class需要访问protected base class的成员,或需要重新定义继承而来的virtual函数时,这么设计是合理的。
2 和复合(composition)不同,private继承可以造成empty base最优化(EBO)。这对致力于“对象尺寸最小化”的程序库开发者而言,可能很重要。

  • 如果classes之间的继承关系是private,编译器不会自动将一个derived class对象(例如Student)转换为一个base class对象(例如Person)。
  • 由private base class继承而来的所有成员,在derived class中都会变成private属性,纵使它们在base class中原本是protected或public属性。
  • private继承意味只有实现部分被继承,接口部分应略去。
  • 尽可能使用复合,必要时才使用private继承。

条款40:Use multiple inheritance judiciously.

1 多重继承比单一继承复杂。它可能导致新的歧义性,以及对virtual继承的需要。
2 virtual继承会增加大小、速度、初始化(及赋值)复杂度等等成本。如果virtual base classes不带任何数据,将是最具实用价值的情况。
3 多重继承的确有正当用途。其中一个情节涉及“public继承某个Interface class”和“private继承某个协助实现的class”的两相组合。

virtual base classes(亦相当于对virtual继承)的忠告:

  • 第一,非必要不使用virtual bases。平常请使用non-virtual继承。
  • 第二,如果你必须使用virtual base classes,尽可能避免在其中放置数据
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