[Effective C++]条款18:让接口容易被正确使用，不易被误用

最新推荐文章于 2025-07-26 17:43:58 发布

Tim_10

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分类专栏： CPP 文章标签： c++ 开发语言

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C++中的接口实现有 function接口、class接口和template接口等，每一种接口都是用户与代码互动的方式。为了开发一个“容易被正确使用，不容易被误用”的接口，有如下几种方式：

1、使用外覆类型增强使用规范

如下Date的构造函数设计，与错误使用

class Date{
public:
    Date(int month,int day,int year);
    ...
};

int main(){
    Data d(30,3,1995); // 本来想输入的是3月30号，但却传递了一个无效的日期
    return 0;
}

外覆类型通过为month，day和year分别创建不同的类型，保证在编译时规避错误，同时让代码更易读和理解。
- explicit关键字，可防止隐式转换

#include <iostream>
#include <stdexcept>

// 定义外覆类型
struct Month {
    explicit Month(int m) : val(m) {
        if (m < 1 || m > 12) {
            throw std::invalid_argument("Month must be between 1 and 12");
        }
    }
    int val;
};

struct Day {
    explicit Day(int d) : val(d) {
        if (d < 1 || d > 31) {
            throw std::invalid_argument("Day must be between 1 and 31");
        }
    }
    int val;
};

struct Year {
    explicit Year(int y) : val(y) {}
    int val;
};

// Date 类
class Date {
public:
    Date(Month month, Day day, Year year)
        : month_(month), day_(day), year_(year) {}

    void print() const {
        std::cout << "Date: " << month_.val << "/" << day_.val << "/" << year_.val << std::endl;
    }

private:
    Month month_;
    Day day_;
    Year year_;
};

int main() {
    try {
        // 使用外覆类型创建 Date 对象
        Date date(Month(10), Day(25), Year(2023));
        date.print();
        Date date(Month(13), Day(25), Year(2023));  // 抛出异常，月份无效
    } catch (const std::invalid_argument& e) {
        std::cerr << "Error: " << e.what() << std::endl;
    }

    return 0;
}

2、使用枚举类型

通过menu class代替普通的emnu，避免枚举值的隐式转换和命名冲突

enum class Color { Red, Green, Blue };

void setColor(Color color) {
    switch (color) {
        case Color::Red:   std::cout << "Red\n"; break;
        case Color::Green: std::cout << "Green\n"; break;
        case Color::Blue:  std::cout << "Blue\n"; break;
    }
}

int main() {
    setColor(Color::Red);  // 正确
    // setColor(0); // 错误：无法通过编译
}

3、使用资源管理类

使用智能指针std::unique_ptr和std::shared_ptr来管理动态内存，避免函数返回值的内存泄漏和悬空指针

std::unique_ptr<int> createInt(int value) {
    return std::make_unique<int>(value);
}

std::shared_ptr<int> createSharedInt(int value) {
    return std::make_shared<int>(value);
}

int main() {
    auto ptr = createInt(42);
    auto sharedPtr = createSharedInt(42);
}

4、使用RAII技术

RAII方面用于资源管理的技术，如内存，文件句柄等，通过对象的生命周期来管理资源的获取和释放，避免资源泄漏。

class File {
public:
    File(const std::string& filename) : file_(fopen(filename.c_str(), "r")) {
        if (!file_) throw std::runtime_error("Failed to open file");
    }
    ~File() { if (file_) fclose(file_); }
    FILE* get() const { return file_; }
private:
    FILE* file_;
};

void readFile(const std::string& filename) {
    File file(filename);
    // 使用 file.get() 读取文件
}

思维导图笔记：