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会用C＋＋的程序员一定懂得面向对象程序设计吗？
不会用C＋＋的程序员一定不懂得面向对象程序设计吗？
两者都未必。就象坏蛋入党后未必能成为好人，好人不入党未必变成坏蛋那样。
我不怕触犯众怒地说句大话：“C＋＋没有高手，C语言才有高手。”在用C和C＋＋编程8年之后，我深深地遗憾自己不是C语言的高手，更遗憾没有人点拨我如何进行面向对象程序设计。我和很多C＋＋程序员一样，在享用到C＋＋语法的好处时便以为自己已经明白了面向对象程序设计。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COM规范的核心是接口设计，COM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”（Composition）、“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。｛ txtsk ｝
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）｛ coutFunc（）；// p是“野指针”，程序出错
｝
6。2。4 使用const
在定义一个常量时，const比 #define更加灵活。用const定义的常量含有数据类型，该常量可以参与逻辑运算。例如：
constint LENGTH = 100；// LENGTH是int类型
constfloatMAX=100；// MAX是float类型
#defineLENGTH 100// LENGTH 无类型
#defineMAX 100// MAX 无类型
除了能定义常量外，const还有两个“保护”功能：
一、强制保护函数的参数值不发生变化
以下程序中，函数f不会改变输入参数name的值，但是函数g和h都有可能改变name的值。
void f（String s）；// pass by value
void g（String &s）；// pass by referance
void h（String *s）；// pass by pointer
main（）
｛
String name=“Dog”；
f（name）；// name的值不会改变
g（name）；// name的值可能改变
h（name）；// name的值可能改变
｝
对于一个函数而言，如果其‘&’或‘*’类型的参数只作输入用，不作输出用，那么应当在该参数前加上const，以确保函数的代码不会改变该参数的值（如果改变了该参数的值，编译器会出现错误警告）。因此上述程序中的函数g和h应该定义成：
void g（const String &s）；
void h（const String *s）；
二、强制保护类的成员函数不改变任何数据成员的值
以下程序中，类stack的成员函数Count仅用于计数，为了确保Count不改变类中的任何数据成员的值，应将函数Count定义成const类型。
class Stack
｛
public：
void push（int elem）；
void pop（void）；
intCount（void） const；// const类型的函数
private：
intnum；
intdata＇100＇；
｝；
int Stack：：Count（void） const
｛
＋＋ num；// 编译错误，num值发生变化
pop（）；// 编译错误，pop将改变成员变量的值
return num；
｝
6。2。5 其它建议
（1）不要编写一条过分复杂的语句，紧凑的C＋＋/C代码并不见到能得到高效率的机器代码，却会降低程序的可理解性，程序出错误的几率也会提高。
（2）不要编写集多种�