記得 Effective C++ 3rd Item 19 專門說了如何設計一個類，貼一下
Previous Section < Day Day Up > Next Section

Item 19: Treat class design as type design
設計 class 猶如設計 type

C++ 就像在其他 OOP（面向對象編程）語言一樣，當你定義一個新的 class，也就定義了一個新 type。身為 C++ 程序員，你的許多時間主要用來擴張你的類型系統（type system）。這意味你并不只是 class 設計者，還是 type 設計者。重載（overloading）函數和操作符、控制內在的分配和歸還、定義對象的初始化和終結……全都在你手上。因此你應該帶著和“語言設計者當初設計語言內置類型里時”一樣的謹慎來研討 class 的設計。

設計優秀的 classes 是一項艱巨的工作，因為設計好的 types 是一項艱巨的工作。好的 types 有自然的語法，直觀的語義，以及一或多個高效實現品。在 C++ 中，一個不良規劃下的 class 定義恐怕無法達到上述任何一個目標。甚至 class 的成員函數的效率都有可能受到它們“如何被聲明”的影響。

那么，如何設計高效的 classes 呢？首先你必須了解你面對的問題，幾乎每一個 class 都要求你面對以下提問，而你的回答往往導致你的設計規范：

新 type 的對象應該如何被創建和銷毀？? 這會影響到你的 class 的構造函數和析構函數以及內存分配函數和釋放函數（operator new， operator new[]， operator delete 和 operator delete[] 見 第八章）的設計，當然前提是如果你打算撰寫它們。

對象的初始化和對象的賦值該有什么樣的差別？ 這個答案決定你的構造函數和賦值（assignment）操作符的行為，以及其間的差異。很重要的是別混淆了“初始化”和“賦值”，因為它們對應于不同的函數調用(見條款四)。

新 type 的對象如果被 passed by value（以值傳遞），意味著什么？ 記住， copy 構造函數用來定義一個 type 的 pass-by-value 該如何實現。

什么是新 type 的“合法值”？ 對 class 的成員變量而言，通常只有某些數值集是有效的。那些數值集決定了你的 class 必須維護的約束條件（invariants），也就決定了你的成員函數（特別是構造函數、賦值操作符和所謂“setter”函數）必須進行的錯誤檢查工作。它也影響函數拋出異常、以及（極少被使用的）函數異常明細列（exception specifications）。

你的新 type 需要配合某個繼承圖系（inheritance graph）嗎 ？ 如果你繼承自某些既有的 classes，你就受到那些 classes 的設計的束縛，特別是受到“它們的函數是 virtual 或 non-virtual”的影響（見條款三十四和條款三十六）如果你允許其他 classes 繼承你的 class，那會影響你所聲明的函數——尤其是析構函數——是否為 virtual（見 條款七）。

你的新 type 需要什么樣的轉換？ 你的 type 生存于其他一海票 types 之前，因而彼此該有轉換行為嗎？如果你希望允許類型 T1 之物被隱式轉換為類型 T2 之物，就必須在 class T1 內寫一個類型轉換函數（operator T2）或在 class T2 內寫一個 non-explicit-one-argument（可被單一實參調用）的構造函數。如果你只允許 explicit 構造函數存在，就得寫出專門負責執行轉換的函數，且不得為類型轉換操作符（type conversion operators） 或 non-explicit-one-argument 構造函數。（條款十五有隱式和顯式轉換函數的范例。）

什么樣的操作符和函數對此新 type 而言是合理的？ 這個問題的答案決定你將為你的 class 聲明哪些函數。其中某些該是 member 函數，某些則否見（條款二十三，條款二十四，條款四十六）

什么樣的標準函數應該駁回？ 那些正是你必須聲明為 private 者（見條款六）。

誰該取用新 type 的成員？ 這個提問可以幫助你決定哪個成員函數為 public，哪個為 protected，哪個為 private。它也幫助你決定哪一個 classes 和／或 function 應該是 friends，以及將它們嵌套于另一個之內是否合理。

什么是新 type 的“未聲明接口”（undeclared interface）？ 它對效率、異常安全性（條款二十九）以及資源運用（例如多任務鎖定和動態內存）提供何種保證？你在這些方面提供的保證將為你的 class 實現代碼加上相應的約束條件。

你的新 type 有多么一般化？ 或許你其實并非定義一個新 type，而是定義一整個 types 家族。果真如此你就不該定義一個新 class，而是應該定義一個新的 class template。

你真的需要一個新 type 嗎？ 如果只是定義新的 derived class 以便既有的 class 添加機能，那么說不定單純定義一或多個 non-member 函數或 templates，更能夠達到目標。

這些問題不容易回答，所以定義出高效的 classes 是一種挑戰。然而如果能夠設計出至少像 C++ 內置類型一樣好的用戶自定義（user-defined）classes，一切汗水便都值得。

請記住

Class 的設計就是 type 的設計。在定義一個新 type 之前，請確定你已經考慮過條款覆蓋的所有討論主題。