“封装”的进阶思考--片段

以你之姓@ 2022-09-30 13:56 155阅读 0赞

〖轻松一刻〗：BMW和一块帆布

天要下雨了，车场上一辆BMW，工作人员拿一块帆布将它盖得严严实实。丁小明和南老师经过时看到了这一幕。

丁小明：“看，那块帆布就是一种封装，它保护了底下的BMW不受风吹雨打。”

南郁：“不，真正的封装，是BMW自身，这辆车才是完美的封装艺术”。

“封装”有这么多内容吗？有些教材，不就是把“public、protected、private”一提，就结束了有关“封装”的内容吗？让我们回顾一下本章的历程。

Ø  不变式是类的灵魂

要懂得“封装”，语法与语义上第一件要理解的是“this”指针，知道它是被编译器偷会为成员函数的偷偷加一个入参，就是它。然后要能理解就算是一个看起来一个空空的类，它也会有一些“默认的行为”。

但是，关于封装的第一件有“灵魂”的事，是“类的不变式”。让我们来复习一下这些没有灵魂的封装：

Code:

1.  int x, y;

说这就是一个坐标？这是裸奔。封装都谈不上，哪来的灵魂。

Code:

1.  struct Point  
2.  \{  
3.          int x, y;  
4.  \};

代码阅读者的心理负担因为这个结构的存在，而减轻了很多，但它也就如此了，  不存在更多信息的封装。

Code:

1.  class Point  
2.  \{  
3.  public:  
4.    
5.          int GetX() const \{ return \_x; \}  
6.    
7.          int GetY() const \{ return \_y; \}  
8.    
9.     
10.   
11.         void SetX(int x) \{ \_x = x; \}  
12.   
13.         void SetY(int y) \{ \_y = y; \}  
14.   
15. private:  
16.   
17.         int \_x, \_y;  
18. \};

这是冗余保护，struct穿上了小马甲摇身变成class，可是我们还是认得出它。

面向对象技术本来就是用来对付足够复杂的问题的。如果面对的是一个简单的程序中的某个简单的事物（此处的坐标点），那么struct版本的Point就是最佳选择。如果面对的是一个复杂的程序中的一个简单的对象，冗余保护的那个版本值得借鉴。

一个类型，可能有十数个成员数据，但如果这些成员数据之间彼此没有什么关系，那么很可能它就只适合做一个结构；或者，它只有一个内部数据，但它在和外部打交道时，需要在多种状态之间按照某种规律切换，那么这个类也需要我们好好去封装，以维护它的 “不变式”。

Ø  需要拷贝构造和赋值吗？

当一个类在构造对象时，需要分配额外资源，通常就需要一个配套的析构函数，用以在对象消逝前释放资源。当然，并不是说资源只能在析构时释放，但通常会是个好时机可以确保资源被安全回收。

如果仅仅是这样，那倒也简单，一对一地写构造和析构函数就是了；但是想到对象还会以另一个对象为模子创建出来，这就需要一个拷贝构造函数了。再想到对象还可以彼此间赋值，于是要重载赋值操作符，这下子要放下自己原来已有的，然后再接受对方已经有的……这些过程，都要考虑“深拷贝”或“浅拷贝”问题。

是时候做一个提示了：并不是所有类（的对象）都需要“拷贝”或“赋值”的。比如写一个窗口(Windows)程序，会有许多和窗口类，这些类通过就在需要时构造出一个实际窗口，很少需要进行“拷贝”，或者让A窗口赋值给B窗口。再比如，我们自己定制的某些容器类（比如前述的IntegerList），在实际应用中，有时候没有复制整条链表的需求。

当某个类不需要 “拷贝构造”或“相互赋值”的能力时，可以直接明了的将这两个函数声明为私有的：

Code:

1.  class FontDialog  
2.    
3.  \{  
4.    
5.  public:  
6.    
7.          FontDialog(std::string const& title)  
8.    
9.                 : \_title(title)  
10.   
11.         \{\}  
12.   
13.    
14.   
15.         ~FontDialog() \{\}  
16.   
17. private:  
18.   
19.         FontDialog(FontDialog const& o);  
20.   
21.         FontDialog& operator = (FontDialog const& o);  
22.   
23.    
24.   
25.         std::string \_title;     
26.   
27. \};

注意：我们把FontDialog的拷贝构造和赋值操作符声明为私有的，这就代表了外部再也不能调用这两个函数，既然外部不会调用这两个函数，自然我们也就不需去真正实现它们。

下面的代码通过不过编译：

Code:

1.  FontDialog dlgA("Select font ...");  
2.  FontDialog dlgB(dlgA); //编译不过，因为调用私有的成员函数  
3.    
4.  FontDialog dlgC("");  
5.  dlgC = dlgA; //也编译不过，原因同上

〖小提示〗：STL 容器里的元素，必须“可复制”

STL的容器，默认采用“值”存储。并且由于要支持添加，排序等，所以元素之间 经常需要复制，所以想要放入STL标准容器的对象，都必须能拷贝及赋值。不过，如果一个对象在实际逻辑上确实不能复制，这时如果又需要放在容器里，最正确的做法就是只在容器里保存它们的指针（相应的，通过需要将元素在堆里分配）。

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