软件工程思想-第31章

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序设计。就象挤掉牙膏卖牙膏皮那样，真是暴殄天物呀。
　　人们不懂拼音也会讲普通话，如果懂得拼音则会把普通话讲得更好。不懂面向对象程序设计也可以用C＋＋编程，如果懂得面向对象程序设计则会把C＋＋程序编得更好。本节讲述三个非常基础的概念：“类与对象”、“继承与组合”、“虚函数与多态”。理解这些概念，有助于提高程序的质量，特别是提高“可复用性”与“可扩充性”。

6。1。1　类与对象
　　对象（Object）是类（Class）的一个实例（Instance）。如果将对象比作房子，那么类就是房子的设计图纸。所以面向对象程序设计的重点是类的设计，而不是对象的设计。
　　类可以将数据和函数封装在一起，其中函数表示了类的行为（或称服务）。类提供关键字public、protected和private用于声明哪些数据和函数是公有的、受保护的或者是私有的。这样可以达到信息隐藏的目的，即让类仅仅公开必须要让外界知道的内容，而隐藏其它一切内容（参见5。2。1节“信息隐藏”）。我们不可以滥用类的封装功能，不要把它当成火锅，什么东西都往里扔。
　　类的设计是以数据为中心，还是以行为为中心？
　　主张“以数据为中心”的那一派人关注类的内部数据结构，他们习惯上将private类型的数据写在前面，而将public类型的函数写在后面，如表8。1（a）所示。
　　主张“以行为为中心”的那一派人关注类应该提供什么样的服务和接口，他们习惯上将public类型的函数写在前面，而将private类型的数据写在后面，如表8。1（b）所示。

Class　A
｛
　　private：
　　int　　　　i；　j；
　　float　　x；　y；
　　　　…
　　public：
　　void　Func1（void）；
　　void　Func2（void）；
　　…
｝
class　A
｛
　　public：
　　void　Func1（void）；
　　void　Func2（void）；
　　…
　　private：
　　int　　　　i；　j；
　　float　　x；　y；
　　　　…
｝
表8。1（a）　以数据为中心的书写风格　　　　　　　　　　　　　表8。1（b）以行为为中心的书写风格

　　很多C＋＋教课书主张在设计类时“以数据为中心”。我坚持并且建议读者在设计类时“以行为为中心”，即首先考虑类应该提供什么样的函数。Microsoft　公司的规范的核心是接口设计，的接口就相当于类的公有函数＇Rogerson　1999＇。在程序设计方面，咱们不要怀疑Microsoft公司的风格。
　　设计孤立的类是比较容易的，难的是正确设计基类及其派生类。因为有些程序员搞不清楚“继承”（Inheritance）、“组合”（position）、“多态”（　Polymorphism）这些概念。

6。1。2　继承与组合
　　如果A是基类，B是A的派生类，那么B将继承A的数据和函数。示例程序如下：
class　A
　　｛
　　public：
void　　Func1（void）；
void　　Func2（void）；
｝；

　　class　B　：　public　A
　　｛
　　public：
void　　Func3（void）；
void　　Func4（void）；
｝；

//　Example
main（）
　　｛
B　　b；//　B的一个对象
b。Func1（）；//　B从A继承了函数Func1
b。Func2（）；//　B从A继承了函数Func2
b。Func3（）；
b。Func4（）；
　　｝

　　这个简单的示例程序说明了一个事实：C＋＋的“继承”特性可以提高程序的可复用性。正因为“继承”太有用、太容易用，才要防止乱用“继承”。我们要给“继承”立一些使用规则：
　　一、如果类A和类B毫不相关，不可以为了使B的功能更多些而让B继承A的功能。不要觉得“白吃白不吃”，让一个好端端的健壮青年无缘无故地吃人参补身体。
　　二、如果类B有必要使用A的功能，则要分两种情况考虑：
（1）若在逻辑上B是A的“一种”（a　kind　of　），则允许B继承A的功能。如男人（Man）是人（Human）的一种，男孩（Boy）是男人的一种。那么类Man可以从类Human派生，类Boy可以从类Man派生。示例程序如下：
class　Human
　　｛
…
　　｝；
class　Man　：　public　Human
　　｛
…
　　｝；
class　Boy　：　public　Man
　　｛
…
　　｝；

（2）若在逻辑上A是B的“一部分”（a　part　of），则不允许B继承A的功能，而是要用A和其它东西组合出B。例如眼（Eye）、鼻（Nose）、口（Mouth）、耳（Ear）是头（Head）的一部分，所以类Head应该由类Eye、Nose、Mouth、Ear组合而成，不是派生而成。示例程序如下：
class　Eye
　　｛
　　public：
　　void　　Look（void）；
　　｝；
class　Nose
　　｛
　　public：
　　void　　Smell（void）；
　　｝；
class　Mouth
　　｛
　　public：
　　void　　Eat（void）；
　　｝；
class　Ear
　　｛
　　public：
　　void　　Listen（void）；
　　｝；

　　//　正确的设计，冗长的程序
class　Head
　　｛
　　public：
void　Look（void）｛　　m_eye。Look（）；　　｝
void　Smell（void）｛　　m_nose。Smell（）；　　｝
void　Eat（void）｛　　m_mouth。Eat（）；　　｝
void　Listen（void）｛　　m_ear。Listen（）；　　｝
　　private：
Eye　　m_eye；
Nose　　m_nose；
Mouth　　m_mouth；
Ear　　m_ear；
　　｝；

如果允许Head从Eye、Nose、Mouth、Ear派生而成，那么Head将自动具有Look、　Smell、Eat、Listen这些功能：
//　错误的设计
　　class　Head　：　public　Eye；　public　Nose；　public　Mouth；　public　Ear
　　｛
　　｝；
　　上述程序十分简短并且运行正确，但是这种设计却是错误的。很多程序员经不起“继承”的诱惑而犯下设计错误。
　　一只公鸡使劲地追打一只刚下了蛋的母鸡，你知道为什么吗？
　　因为母鸡下了鸭蛋。
　　本书3。3节讲过“运行正确”的程序不见得就是高质量的程序，此处就是一个例证。＇奇。ｃom书＇

6。1。3　虚函数与多态
　　除了继承外，C＋＋的另一个优良特性是支持多态，即允许将派生类的对象当作基类的对象使用。如果A是基类，B和C是A的派生类，多态函数Test的参数是A的指针。那么Test函数可以引用A、B、C的对象。示例程序如下：
class　A
　　｛
　　　　public：
　　void　　Func1（void）；
　　｝；

void　Test（A　*a）
　　｛
a…》Func1（）；
　　｝

class　B　：　public　A
　　｛
　　…
　　｝；
class　C　：　public　A
　　｛
　　…
　　｝；

　　//　Example
main（）
｛
　　A　　a；
　　B　　b；
　　C　　c；
　　Test（&a）；
　　Test（&b）；
　　Test（&c）；
｝；

　　以上程序看不出“多态”有什么价值，加上虚函数和抽象基类后，“多态”的威力就显示出来了。
　　C＋＋用关键字virtual来声明一个函数为虚函数，派生类的虚函数将覆盖（override）基类对应的虚函数的功能。示例程序如下：
class　A
　　｛
　　　　public：
　　virtual　void　　Func1（void）｛　coutFunc1（）；
　　｝

class　B　：　public　A
　　｛
　　　　public：
　　virtual　void　　Func1（void）｛　cout