[019] C++ Class 的設計考量（一）

昨天 談到函數（Function）：「好的函數不該有副作用」。今天來談物件，以及生成物件的類別（Class）。

1. 介面設計成讓使用端不容易誤用。
2. 少用繼承（Inheritance, is-a 關係），善用合成（Composition, has-a 關係）。
3. 內部實作露出越少越好。

介面設計成讓使用端不容易誤用

以 Virtual Function 為例，底下 Animal 類別有一個 Pure Virtual Function - MakeSound:

class Animal {
private:
  virtual void MakeSound() = 0;
};

因為 MakeSound 為 Pure Virtual，故必須要繼承 Animal 實作並覆寫（Override）MakeSound 成員函數才有辦法生成 Animal 物件。又因 MakeSound 的存取權限為 private，所以 Derived Class 無法呼叫 Animal class 的 MakeSound，也就是說，Derived Class 必須靠自己實作出 MakeSound 函數，不能借用 Animal::MakeSound。

透過這樣的設計規範，讓 Derived Class 無法寫出不合理的程式碼。考慮以下兩個繼承 Animal 之 Dog, Cat：

class Dog : public Animal {
private:
  void MakeSound() override { Bark(); }
  void Bark() {}
};

class Cat : public Animal {
private:
  void MakeSound() override { Meow(); }
  void Meow() {}
};

不管 Animal::MakeSound 有沒有實作，Dog 都無法呼叫它，也就保證 Dog::MakeSound 是由 Dog 實作，跟 Animal 沒有關係，出問題較容易釐清責任。

Animal 類別可以設計一函數呼叫 MakeSound：

void Animal::OnStarving() {
  MakeSound();
}

肚子餓的時候會發出何種聲音（Bark or Meow），直到執行時期（Runtime）才會知道。適時利用這種抽象的概念，可以設計出強大，好用，又不容易出錯的類別。（不少 UI Framework 仰賴這樣的設計）