C++类设计的核查表-创新互联

C++类设计的核查表

1. 是否需要构造函数
2. 是否需要无参的构造函数
3. 是不是每个构造函数都要初始化所有的数据成员
4. 是否需要析构函数
5. 是否需要虚析构函数
6. 是否需要复制构造函数
7. 是否需要赋值操作符
8. 是否需要关系操作符
9. 删除数组时需要delete[]
10. 复制构造函数和赋值操作符的参数类中加上const
11. 如果函数有引用参数是否加上const
12. 是否需要声明成员函数为const的

设计一个类的时候需要一个核查表，提醒怎么设计好一个类。

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一个简单的类可以不需要构造函数，采用编译器提供的默认构造函数就可以了，一个复杂的类需要构造函数隐藏内部的工作方式，对内部进行初始化工作。

2. 是否需要无参的构造函数

当一个类可以不必显式地初始化，则需要一个无参的构造函数。当这个类需要对象数组时，则需要一个无参的构造函数。

class Point {
public:
    Point();
    // ...
private:
     int x = 0, y = 0;
};

int main() {
    Point p; // 不必显式地初始化
    Point pa[100]; // 对象数组
}

3. 是不是每个构造函数都要初始化所有的数据成员

绝大多数情况是需要初始化所有的数据成员，构造函数的用途就是用一种明确定义的状态来设置对象，对象的数据就反映了对象的状态。因此，每个构造函数都要负责为所有的数据成员设置经过明确定义的值。否则可能会出现未定义的行为或错误。但是，有时某些数据成员是在对象创建一定时间之后才会有意义，即延迟初始化。

这个没有绝对答案，需要根据实际需求思考。

4. 是否需要析构函数

需要判断这个类是或否分配了资源，这些资源会不会自动释放。一般构造函数new了一个对象，需要在相应的析构函数delete掉。在类中存在指针成员的时候需要考虑是否需要析构函数释放掉该指针指向的资源。资源不只是内存还有些文件句柄等。

class B {
private:
    string s;
};

class D : public B {
public:
    virtual ~D() {}
private:
    string t;
};

int main() {
    B* bp = new D;
    delete bp;
}

5. 是否需要虚析构函数

绝不会做基类的类是不需要虚析构函数的：任何虚函数只在继承的情况下才有用。
当存在运行时多态特性且需要对一个指向派生类对象的基类型的指针执行delete的表达式时需要虚析构函数，否则会部分析构造成内存泄漏。虚析构函数定义通常是空的。

6. 是否需要复制构造函数

默认的复制行为是否相当于复制其数据成员和基类对象。如果不是，则需要一个复制构造函数。当构造函数有分配资源，析构函数有释放资源，则往往也需要一个复制构造函数管理资源。

class String {
public:
    String();
    String(const char* s)
private:
    char *data;
};

String类需要一个显式的复制构造函数，没有的话会造成浅拷贝，两个对象的data指向一个内存，析构的时候这个内存会释放两次。如果不想复制类的对象，则声明复制构造函数和赋值操作符为私有的：

class NoCopy {
public:
    //...
private:
    NoCopy(const NoCopy&);
    NoCopy& operator=(const NoCopy&);
};

7. 是否需要赋值操作符

需要复制构造函数多半就需要赋值操作符

class X {
public:
    //...
    X& operator=(const X&)
    {
        // ...
        return *this
    }
};

赋值操作符能否正确将对象赋给对象本身

“先释放旧值，再复制” 当遇到赋值给自身会遇到问题。

class String {
public:
    String& operator=(const String& s)
private:
    char *data;
};

// error
string& operator=(const string& s)
{
    delete []data;
    data = new char[strlen(s.data) + 1];
    strcpy(data, s.data);
    return *this;
}

// 正确 1
string& operator=(const string& s)
{
    if (this != &s) {
        delete []data;
        data = new char[strlen(s.data) + 1];
        strcpy(data, s.data);
    }
    return *this;
}

// 正确 2
string& operator=(const string& s)
{
    char *newData = new char[strlen(s.data) + 1];
    strcpy(newData, s.data);
    delete []data;
    data = newData
    return *this;
}

8. 是否需要关系操作符

类逻辑上是否支持相等操作（==或!=），在容器中的对象需要排序关系，对象需要支持（<或>）大小关系。

9. 删除数组时需要delete[]

告知删除的是数组，就会根据数组长度释放多大的内存。

10. 复制构造函数和赋值操作符的参数类中加上const

复制对象不会改变原对象且绑定一个非const引用到一个临时的对象是非法的。

11. 如果函数有引用参数是否加上const

Complex operator+(Complex &x, Complex &y)

x+y+z这种表达式变得不可能，x+y不是左值，是个临时变量，不能绑定一个非const引用到一个临时的对象。所以引用参数需要添加const

Complex operator+(const Complex &x, const Complex &y)

12. 是否需要声明成员函数为const的

确信这个成员函数不会改变对象，就可以声明为const，这样就可以用于const对象了。大多数函数的参数都是尽量用const引用，所以可以用到其const成员函数。

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