2007年12月12日
自動(dòng)生成的工程文件配置的PreprocessorDefinitions 是 WIN32;_DEBUG;_WINDOWS
需要改成 PreprocessorDefinitions="WIN32;_DEBUG;_WINDOWS;UNICODE;_WIN32_WINNT=0x0501"
有的項(xiàng)目編譯不了是因?yàn)?CharacterSet 的問(wèn)題
六年前，我剛熱戀“面向?qū)ο?#8221;（Object-Oriented）時(shí)，一口氣記住了近十個(gè)定義。六年后，我從幾十萬(wàn)行程序中滾爬出來(lái)準(zhǔn)備寫(xiě)點(diǎn)心得體會(huì)時(shí)，卻無(wú)法解釋什么是“面向?qū)ο?#8221;，就象說(shuō)不清楚什么是數(shù)學(xué)那樣。軟件工程中的時(shí)髦術(shù)語(yǔ)“面向?qū)ο蠓治?#8221;和“面向?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。“面向?qū)ο?#8221;有幾大學(xué)派，就象如來(lái)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(shū)來(lái)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(yǔ)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(guó)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(xiě)了一些對(duì)仗工整的詩(shī)，請(qǐng)蔣介石過(guò)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。”我看了幾千頁(yè)的軟件工程資料，終于發(fā)現(xiàn)自己有些“弱智”，無(wú)法理解“面向?qū)ο?#8221;的理論，同時(shí)醒悟到“編程是硬道理。”
面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言很多，如Smalltalk、Ada、Eiffel、Object Pascal、Visual Basic、C++等等。C++語(yǔ)言最討人喜歡，因?yàn)樗嫒軨 語(yǔ)言，并且具備C 語(yǔ)言的性能。近幾年，一種叫Java 的純面向?qū)ο笳Z(yǔ)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(zhēng)吵。
關(guān)于C++程序設(shè)計(jì)的書(shū)藉非常多，本章不講C++的語(yǔ)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(wàn)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(shuō)：“我是黨代表，我代表黨，我就是黨。”后來(lái)他給同志們帶來(lái)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(shuō)句大話：“C++沒(méi)有高手，C 語(yǔ)言才有高手。”在用C 和C++編程8年之后，我深深地遺憾自己不是C 語(yǔ)言的高手，更遺憾沒(méi)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(yǔ)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(mài)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(lèi)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(lèi)與對(duì)象
對(duì)象（Object）是類(lèi)（Class）的一個(gè)實(shí)例（Instance）。如果將對(duì)象比作房子，那么類(lèi)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(lèi)的設(shè)計(jì)，而不是對(duì)象的設(shè)計(jì)。類(lèi)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(lèi)的行為（或稱(chēng)服務(wù)）。類(lèi)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(lèi)僅僅公開(kāi)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(lèi)的封裝功能，不要把它當(dāng)成火鍋，什么東西都往里扔。
類(lèi)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(lèi)的內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，他們習(xí)慣上將private 類(lèi)型的數(shù)據(jù)寫(xiě)在前面，而將public 類(lèi)型的函數(shù)寫(xiě)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(lèi)應(yīng)該提供什么樣的服務(wù)和接口，他們習(xí)慣上將public 類(lèi)型的函數(shù)寫(xiě)在前面，而將private 類(lèi)型的數(shù)據(jù)寫(xiě)在后面，如表8.1(b)所示。
很多C++教課書(shū)主張?jiān)谠O(shè)計(jì)類(lèi)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(lèi)時(shí)“以行為為中心”，即首先考慮類(lèi)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(lèi)的公有函數(shù)[Rogerson 1999]。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(lèi)是比較容易的，難的是正確設(shè)計(jì)基類(lèi)及其派生類(lèi)。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(lèi)，B 是A 的派生類(lèi)，那么B 將繼承A 的數(shù)據(jù)和函數(shù)。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的一個(gè)對(duì)象
b.Func1(); // B 從A 繼承了函數(shù)Func1
b.Func2(); // B 從A 繼承了函數(shù)Func2
b.Func3();
b.Func4();
}
這個(gè)簡(jiǎn)單的示例程序說(shuō)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)?#8220;繼承”太有用、太容易用，才要防止亂用“繼承”。我們要給“繼承”立一些使用規(guī)則：
一、如果類(lèi)A 和類(lèi)B 毫不相關(guān)，不可以為了使B 的功能更多些而讓B 繼承A 的功能。
不要覺(jué)得“不吃白不吃”，讓一個(gè)好端端的健壯青年無(wú)緣無(wú)故地吃人參補(bǔ)身體。
二、如果類(lèi)B 有必要使用A 的功能，則要分兩種情況考慮：
（1）若在邏輯上B 是A 的“一種”（a kind of ），則允許B 繼承A 的功能。如男人（Man）是人（Human）的一種，男孩（Boy）是男人的一種。那么類(lèi)Man 可以從類(lèi)Human 派生，類(lèi)Boy 可以從類(lèi)Man 派生。示例程序如下：
class Human
{
…
};
class Man : public Human
{
…
};
class Boy : public Man
{
…
};
?。?）若在邏輯上A 是B 的“一部分”（a part of），則不允許B 繼承A 的功能，而是要用A和其它東西組合出B。例如眼（Eye）、鼻（Nose）、口（Mouth）、耳（Ear）是頭（Head）的一部分，所以類(lèi)Head 應(yīng)該由類(lèi)Eye、Nose、Mouth、Ear 組合而成，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);
};
// 正確的設(shè)計(jì)，冗長(zhǎng)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;
};
如果允許Head 從Eye、Nose、Mouth、Ear 派生而成，那么Head 將自動(dòng)具有Look、Smell、Eat、Listen 這些功能：
// 錯(cuò)誤的設(shè)計(jì)
class Head : public Eye, public Nose, public Mouth, public Ear
{
};
上述程序十分簡(jiǎn)短并且運(yùn)行正確，但是這種設(shè)計(jì)卻是錯(cuò)誤的。很多程序員經(jīng)不起“繼承”的誘惑而犯下設(shè)計(jì)錯(cuò)誤。
一只公雞使勁地追打一只剛下了蛋的母雞，你知道為什么嗎？
因?yàn)槟鸽u下了鴨蛋。
本書(shū)3.3 節(jié)講過(guò)“運(yùn)行正確”的程序不見(jiàn)得就是高質(zhì)量的程序，此處就是一個(gè)例證。
1.3 虛函數(shù)與多態(tài)
除了繼承外，C++的另一個(gè)優(yōu)良特性是支持多態(tài)，即允許將派生類(lèi)的對(duì)象當(dāng)作基類(lèi)的對(duì)象使用。如果A 是基類(lèi)，B 和C 是A 的派生類(lèi)，多態(tài)函數(shù)Test 的參數(shù)是A 的 指針。那么Test 函數(shù)可以引用A、B、C 的對(duì)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“多態(tài)”有什么價(jià)值，加上虛函數(shù)和抽象基類(lèi)后，“多態(tài)”的威力就顯示出來(lái)了。
C++用關(guān)鍵字virtual 來(lái)聲明一個(gè)函數(shù)為虛函數(shù)，派生類(lèi)的虛函數(shù)將（override）基類(lèi)對(duì)應(yīng)的虛函數(shù)的功能。示例程序如下：
class A
{
public:
virtual void Func1(void){ cout<< “This is A::Func1 \n”}
};
void Test(A *a)
{
a->Func1();
}
class B : public A
{
public:
virtual void Func1(void){ cout<< “This is B::Func1 \n”}
};
class C : public A
{
public:
virtual void Func1(void){ cout<< “This is C::Func1 \n”}
};
// Example
main()
{
A a;
B b;
C c;
Test(&a); // 輸出This is A::Func1
Test(&b); // 輸出This is B::Func1
Test(&c); // 輸出This is C::Func1
};
如果基類(lèi)A 定義如下：
class A
{
public:
virtual void Func1(void)=0;
};
那么函數(shù)Func1 叫作純虛函數(shù)，含有純虛函數(shù)的類(lèi)叫作抽象基類(lèi)。抽象基類(lèi)只管定義純虛函數(shù)的形式，具體的功能由派生類(lèi)實(shí)現(xiàn)。
結(jié)合“抽象基類(lèi)”和“多態(tài)”有如下突出優(yōu)點(diǎn)：
?。?）應(yīng)用程序不必為每一個(gè)派生類(lèi)編寫(xiě)功能調(diào)用，只需要對(duì)抽象基類(lèi)進(jìn)行處理即可。這一
招叫“以不變應(yīng)萬(wàn)變”，可以大大提高程序的可復(fù)用性（這是接口設(shè)計(jì)的復(fù)用，而不是代碼實(shí)現(xiàn)的復(fù)用）。
（2）派生類(lèi)的功能可以被基類(lèi)指針引用，這叫向后兼容，可以提高程序的可擴(kuò)充性和可維護(hù)性。以前寫(xiě)的程序可以被將來(lái)寫(xiě)的程序調(diào)用不足為奇，但是將來(lái)寫(xiě)的程序可以被以前寫(xiě)的程序調(diào)用那可了不起。
2.3 new、delete 與指針
在C++中，操作符new 用于申請(qǐng)內(nèi)存，操作符delete 用于釋放內(nèi)存。在C 語(yǔ)言中，函數(shù)malloc 用于申請(qǐng)內(nèi)存，函數(shù)free 用于釋放內(nèi) 存。由于C++兼容C 語(yǔ)言，所以new、delete、malloc、free 都有可能一起使用。new 能比malloc 干更多的事，它可以申請(qǐng)對(duì)象的內(nèi)存，而malloc 不能。C++和C 語(yǔ)言中的指針威猛無(wú)比，用錯(cuò)了會(huì)帶來(lái)災(zāi)難。對(duì)于一個(gè)指針p，如果是用new申請(qǐng)的內(nèi)存，則必須用delete 而不能用free 來(lái)釋放。如果是用malloc 申請(qǐng)的內(nèi)存，則必須用free 而不能用delete 來(lái)釋放。在用delete 或用free 釋放p 所指的內(nèi)存后，應(yīng)該馬上顯式地將p 置為NULL，以防下次使用p 時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤。示例程序如下：
void Test(void)
{
float *p;
p = new float[100];
if(p==NULL) return;
…// do something
delete p;
p=NULL; // 良好的編程風(fēng)格
// 可以繼續(xù)使用p
p = new float[500];
if(p==NULL) return;
…// do something else
delete p;
p=NULL;
}
我們還要預(yù)防“野指針”，“野指針”是指向“垃圾”內(nèi)存的指針，主要成因有兩種：
（1）指針沒(méi)有初始化。
?。?）指針指向已經(jīng)釋放的內(nèi)存，這種情況最讓人防不勝防，示例程序如下：
class A
{
public:
void Func(void){…}
};
void Test(void)
{
A *p;
{
A a;
p = &a; // 注意a 的生命期
}
p->Func(); // p 是“野指針”，程序出錯(cuò)
}
2.4 使用const
在定義一個(gè)常量時(shí)，const 比#define 更加靈活。用const 定義的常量含有數(shù)據(jù)類(lèi)型，該常量可以參與邏輯運(yùn)算。例如：
const int LENGTH = 100; // LENGTH 是int 類(lèi)型
const float MAX=100; // MAX 是float 類(lèi)型
#define LENGTH 100 // LENGTH 無(wú)類(lèi)型
#define MAX 100 // MAX 無(wú)類(lèi)型
除了能定義常量外，const 還有兩個(gè)“保護(hù)”功能：
一、強(qiáng)制保護(hù)函數(shù)的參數(shù)值不發(fā)生變化
以下程序中，函數(shù)f 不會(huì)改變輸入?yún)?shù)name 的值，但是函數(shù)g 和h 都有可能改變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 的值不會(huì)改變
g(name); // name 的值可能改變
h(name); // name 的值可能改變
}
對(duì)于一個(gè)函數(shù)而言，如果其‘&’或‘*’類(lèi)型的參數(shù)只作輸入用，不作輸出用，那么應(yīng)當(dāng)在該參數(shù)前加上const，以確保函數(shù)的代碼不會(huì)改變?cè)搮?shù)的值（如果改變了該參數(shù)的值，編譯器會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤警告）。因此上述程序中的函數(shù)g 和h 應(yīng)該定義成：
void g(const String &s);
void h(const String *s);
二、強(qiáng)制保護(hù)類(lèi)的成員函數(shù)不改變?nèi)魏螖?shù)據(jù)成員的值
以下程序中，類(lèi)stack 的成員函數(shù)Count 僅用于計(jì)數(shù)，為了確保Count 不改變類(lèi)中的任何數(shù)據(jù)成員的值，應(yīng)將函數(shù)Count 定義成const 類(lèi)型。
class Stack
{
public:
void push(int elem);
void pop(void);
int Count(void) const; // const 類(lèi)型的函數(shù)
private:
int num;
int data[100];
};
int Stack::Count(void) const
{
++ num; // 編譯錯(cuò)誤，num 值發(fā)生變化
pop(); // 編譯錯(cuò)誤，pop 將改變成員變量的值
return num;
}