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　1. C++面向对象程序设计的重要概念

　　早期革命影片里有这样一个角色，他说：“我是党代表，我代表党，我就是党。”后来他给同志们带来了灾难。

　　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”。

　　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。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。

　　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。

　　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  int 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();  return 0;  }  

”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“不吃白不吃”，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  {  …  };  

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;  };  

// 错误的设计  class Head : public Eye, public Nose, public Mouth, public Ear  {  };  

class A  {  public:  void Func1(void);  };  void Test(A *a)  {  a->Func1();  }  class B : public A  {  …  };  class C : public A  {  …  };  // Example  int main()  {  A a;  B b;  C c;  Test(&a);  Test(&b);  Test(&c);  return 0;  };  

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  int main()  {  A a;  B b;  C c;  Test(&a); // 输出This is A::Func1  Test(&b); // 输出This is B::Func1  Test(&c); // 输出This is C::Func1  return 0;  };  

class A  {  public:  virtual void Func1(void)=0;  };  

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