修練年C 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)之體會(huì)

HTTP://PCEDU.PCONLINE.COM.CN/EMPOLDER/GJ/C/0504/609482_2.HTML六年前，我剛熱戀“面向?qū)ο蟆保∣BJECT-ORIENTED）時(shí)，一口氣記住了近十個(gè)定義。六年后，我從幾十萬行程序中滾爬出來準(zhǔn)備寫點(diǎn)心得體會(huì)時(shí)，卻無法解釋什么是“面向?qū)ο蟆?，就象說不清楚什么是數(shù)學(xué)那樣。軟件工程中的時(shí)髦術(shù)語“面向?qū)ο蠓治觥焙汀懊嫦驅(qū)ο笤O(shè)計(jì)”，通常是針對(duì)“需求分析”和“系統(tǒng)設(shè)計(jì)”環(huán)節(jié)的?！懊嫦?qū)ο蟆庇袔状髮W(xué)派，就象如來佛、上帝和真主用各自的方式定義了這個(gè)世界，并留下一堆經(jīng)書來解釋這個(gè)世界。有些學(xué)者建議這樣找“對(duì)象”：分析一個(gè)句子的語法，找出名詞和動(dòng)詞，名詞就是對(duì)象，動(dòng)詞則是對(duì)象的方法（即函數(shù)）。當(dāng)年國民黨的文人為了對(duì)抗毛澤東的《沁園春·雪》，特意請(qǐng)清朝遺老們寫了一些對(duì)仗工整的詩，請(qǐng)蔣介石過目。老蔣看了氣得大罵：“娘希匹，全都有一股棺材里腐尸的氣味?！蔽铱戳藥浊ы摰能浖こ藤Y料，終于發(fā)現(xiàn)自己有些“弱智”，無法理解“面向?qū)ο蟆钡睦碚?，同時(shí)醒悟到“編程是硬道理?！泵嫦?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語言很多，如SMALLTALK、ADA、EIFFEL、OBJECTPASCAL、VISUALBASIC、C++等等。C++語言最討人喜歡，因?yàn)樗嫒軨語言，并且具備C語言的性能。近幾年，一種叫JAVA的純面向?qū)ο笳Z言紅極一時(shí)，不少人叫喊著要用JAVA革C++的命。我認(rèn)為JAVA好比是C++的外甥，雖然不是直接遺傳的，但也幾分象樣。外甥在舅舅身上玩耍時(shí)灑了一泡尿，倆人不該為此而爭吵。關(guān)于C++程序設(shè)計(jì)的書藉非常多，本章不講C++的語法，只講一些小小的編程道理。如果我能早幾年明白這些小道理，就可以大大改善數(shù)十萬行程序的質(zhì)量了。1.C++面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的重要概念早期革命影片里有這樣一個(gè)角色，他說：“我是黨代表，我代表黨，我就是黨?！焙髞硭o同志們帶來了災(zāi)難。會(huì)用C++的程序員一定懂得面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)嗎？不會(huì)用C++的程序員一定不懂得面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)嗎？兩者都未必。就象壞蛋入黨后未必能成為好人，好人不入黨未必變成壞蛋那樣。我不怕觸犯眾怒地說句大話：“C++沒有高手，C語言才有高手?！痹谟肅和C++編程8年之后，我深深地遺憾自己不是C語言的高手，更遺憾沒有人點(diǎn)撥我如何進(jìn)行面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)。我和很多C++程序員一樣，在享用到C++語法的好處時(shí)便以為自己已經(jīng)明白了面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)。就象擠掉牙膏賣牙膏皮那樣，真是暴殄天物呀。人們不懂拼音也會(huì)講普通話，如果懂得拼音則會(huì)把普通話講得更好。不懂面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)也可以用C++編程，如果懂得面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)則會(huì)把C++程序編得更好。本節(jié)講述三個(gè)非?；A(chǔ)的概念：“類與對(duì)象”、“繼承與組合”、“虛函數(shù)與多態(tài)”。理解這些概念，有助于提高程序的質(zhì)量，特別是提高“可復(fù)用性”與“可擴(kuò)充性”。1.1類與對(duì)象對(duì)象（OBJECT）是類（CLASS）的一個(gè)實(shí)例（INSTANCE）。如果將對(duì)象比作房子，那么類就是房子的設(shè)計(jì)圖紙。所以面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的重點(diǎn)是類的設(shè)計(jì)，而不是對(duì)象的設(shè)計(jì)。類可以將數(shù)據(jù)和函數(shù)封裝在一起，其中函數(shù)表示了類的行為（或稱服務(wù)）。類提供關(guān)鍵字PUBLIC、PROTECTED和PRIVATE用于聲明哪些數(shù)據(jù)和函數(shù)是公有的、受保護(hù)的或者是私有的。這樣可以達(dá)到信息隱藏的目的，即讓類僅僅公開必須要讓外界知道的內(nèi)容，而隱藏其它一切內(nèi)容。我們不可以濫用類的封裝功能，不要把它當(dāng)成火鍋，什么東西都往里扔。類的設(shè)計(jì)是以數(shù)據(jù)為中心，還是以行為為中心？主張“以數(shù)據(jù)為中心”的那一派人關(guān)注類的內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，他們習(xí)慣上將private類型的數(shù)據(jù)寫在前面，而將public類型的函數(shù)寫在后面，如表8.1(a)所示。主張“以行為為中心”的那一派人關(guān)注類應(yīng)該提供什么樣的服務(wù)和接口，他們習(xí)慣上將public類型的函數(shù)寫在前面，而將private類型的數(shù)據(jù)寫在后面，如表8.1(b)所示。很多C++教課書主張?jiān)谠O(shè)計(jì)類時(shí)“以數(shù)據(jù)為中心”。我堅(jiān)持并且建議讀者在設(shè)計(jì)類時(shí)“以行為為中心”，即首先考慮類應(yīng)該提供什么樣的函數(shù)。Microsoft公司的COM規(guī)范的核心是接口設(shè)計(jì)，COM的接口就相當(dāng)于類的公有函數(shù)[Rogerson1999]。在程序設(shè)計(jì)方面，咱們不要懷疑Microsoft公司的風(fēng)格。設(shè)計(jì)孤立的類是比較容易的，難的是正確設(shè)計(jì)基類及其派生類。因?yàn)橛行┏绦騿T搞不清楚“繼承”（Inheritance）、“組合”（Composition）、“多態(tài)”（Polymorphism）這些概念。1.2繼承與組合如果A是基類，B是A的派生類，那么B將繼承A的數(shù)據(jù)和函數(shù)。示例程序如下：classA{public:voidFunc1(void)。voidFunc2(void)。}。classB:publicA{public:voidFunc3(void)。voidFunc4(void)。}。//Examplemain(){Bb。//B的一個(gè)對(duì)象b.Func1()。//B從A繼承了函數(shù)Func1b.Func2()。//B從A繼承了函數(shù)Func2b.Func3()。b.Func4()。}這個(gè)簡單的示例程序說明了一個(gè)事實(shí)：C++的“繼承”特性可以提高程序的可復(fù)用性。正因?yàn)椤袄^承”太有用、太容易用，才要防止亂用“繼承”。我們要給“繼