C++ 的设计

C++ 的设计

1. 简单性是一个重要的设计原则；保持与 C 的高度兼容性
2. 不需要特殊的运行时支持（除了 new/delete/dynamic_cast/throw/try-catch）
3. 使用类型系统去检查函数的参数，保护数据不被意外地破坏
4. 代码设计的重点：可管理，容易扩充，容易测试

C 的优点

1. 是通用的、简洁的、相对低级的
2. 适合用于大部分系统程序设计工作
3. 可以在每个地方的任何系统上运行
4. 适用于 UNIX 程序设计环境

C++ 为什么不抛弃 C

1. 已存在的 C 代码可能从 C++ 中收益，先决条件是不必将它们完全从 C 重新写成 C++
2. 已存在的用 C 写出的库函数和功能软件代码可以在 C++ 程序中使用，或者被 C++ 程序使用；先决条件是 C++ 能够与 C 链接兼容，且在语法上与 C 类似
3. 已存在的很多程序员了解 C 语言，只需要去学习 C++ 新特性的使用，而不需要重新学习基础
4. C++ 和 C 将在许多年被同一些人用于同样的系统，因此其差异必须是或者是很小，或者是很大，以最大限度地减少错误和混乱的发生

如何写好 C 语言

好的 C 程序倾向于也是 C++ 程序

在 C++ 中比 C 好的实现方式

1. 在 C++ 几乎不适用宏。

• 定义明显的常量用 enum 和 const
• 避免函数调用的额外开销使用 inline
• 刻画一组函数或者类型用 template
• 避免名字冲突用 namespace

2. 不要在需要变量之前去声明，保证能立即对其进行初始化。
3. 不要用 malloc。

• 用 new 代替 malloc？
• 用 vector 代替 realloc？

4. 试着避免 void*、指针运算、联合和强制，除了在某些函数或类实现的深层之外。

• 强制是设计错误的指示器
• 用 “新的强制” 去完成某个显式的类型转换

5. 尽量少用数组和 C 风格的字符串。

• 用 vector 代替 数组
• 用 string 代替 C 风格的字符串

如何设计 C++ 程序

1. 分析：清晰地理解问题
2. 设计：标识出在一个解决方案中设计的关键性概念
3. 编程：用程序去表达解决方案

• 当概念不容易表示为基本类型，或者与之关联的数据的函数，就设计类来实现

如何设计类

1. 类就是一个类型，刻画了该类的对象的行为：如何建立，如何操作，如何销毁
2. 将有关概念组织到一个树形结构中

• 最一般的概念成为树根（基类和派生类）
• 定义一个概念的最一般版本的操作（虚函数，特定的类进一步精确化这些操作）

3. 将类组织成有向无环图，处理有相互依赖性的类

• 将循环依赖关系局部化，使之不影响整体结构
• 无法局部化，则设想出基本概念之间容易陈述的关系，来方便管理
• 分离界面和实现（抽象类）
• 共性的类通过模板表示（类模板）

如何学习 C++

1. 了解想说的是什么（分析-设计）
2. 实践，模仿好的作品（编程）
3. 学习引进的新特性

使用 C++ 的忠告

1. 在编程时，为针对某个问题的解决方案中的思想建立起一种具体表示。让程序的结构尽可能直接地直接反映这些思想：

• 如果能看成一个独立的概念，就设计成一个类
• 如果能看成一个独立的实体，就设计成某个类的一个对象
• 如果两个类有共同的界面，则设计该界面为一个抽象类
• 如果两个类的实现有显著的共同东西，则设计该共性为一个基类
• 如果一个类是一种对象的容器，则做成一个模板
• 如果一个函数实现对某容器的一个算法，将其设计为一组容器可用的模板函数
• 如果一组类、模板之间有逻辑关系，将它们放进同一命名空间

2. 在定义一个并不是实现某个像矩阵或者复数这样的数学对象的类时，或者定义一个低层的类型如链表的时候

• 不要使用全局数据，使用成员
• 不要使用全局函数
• 不要使用共用数据成员
• 不要使用友元，除非为了避免全局数据和共用数据成员
• 不要在一个类里面放“类型域”（说明一个类所存储数据的情况而放置的标志域），采用虚函数
• 不要使用 inline 函数，除非作为效果显著的优化