对象(Object)是类(Class)的一个实例(Instance)。假如将对象比作房子,那么类就是房子的设计图纸。所以面向对象程式设计的重点是类的设计,而不是对象的设计。类能够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、受保护的或是私有的。
这样能够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,而隐藏其他一切内容。我们不能够滥用类的封装功能,不要把他当成火锅,什么东西都往里扔。
类的设计是以数据为中央,还是以行为为中央?
主张“以数据为中央”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“以行为为中央”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“以数据为中央”。我坚持并且建议读者在设计类时“以行为为中央”,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]。在程式设计方面,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。因为有些程式员搞不清楚“继承”(Inheritance)、“组合”(Composition)、“多态”( Polymorphism)这些概念。
继承和组合
假如A 是基类,B 是A 的派生类,那么B 将继承A 的数据和函数。示例程式如下:
| 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(); } |
这个简单的示例程式说明了一个事实:C 的“继承”特性能够提高程式的可复用性。正因为“继承”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、假如类A 和类B 毫不相关,不能够为了使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、假如类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 能够从类Human 派生,类Boy 能够从类Man 派生。示例程式如下:
| class Human { … }; class Man : public Human { … }; class Boy : public Man { … }; |
(2)若在逻辑上A 是B 的“一部分”(a part of),则不允许B 继承A 的功能,而是要用A和其他东西组合出B。例如眼(Eye)、鼻(Nose)、口(Mouth)、耳(Ear)是头(Head)的一部分,所以类Head 应该由类Eye、Nose、Mouth、Ear 组合而成,不是派生而成。示例程式如下:
| class Eye { public: void Look(void); }; class Nose { public: void Smell(void); }; class Mouth { public: void Eat(void); }; class Ear { public: void Listen(void); }; // 正确的设计,冗长的程式 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; }; 假如允许Head 从Eye、Nose、Mouth、Ear 派生而成,那么Head 将自动具备Look、Smell、Eat、Listen 这些功能: // 错误的设计 class Head : public Eye, public Nose, public Mouth, public Ear { }; |
上述程式十分简短并且运行正确,但是这种设计却是错误的。很多程式员经不起“继承”的诱惑而犯下设计错误。
一只公鸡使劲地追打一只刚下了蛋的母鸡,您知道为什么吗?
因为母鸡下了鸭蛋。



