C++类设计和实现的九大最佳实践

1.尽可能尝试使用新的C++标准

到2022年，C++已经走过了40多个年头。新的C++标准实际上简化了许多令人沮丧的细节，提供了新的现代方法来改进C++代码，但让开发人员认识到这一点并不容易。

以内存管理为例，这可能是C++中受到最多批评的机制。多年来，对象分配都是由new关键字完成的，开发人员一定得记住在代码的某个地方调用delete。“现代C++”解决了这个问题，并促进了共享指针的使用。

2.使用命名空间模块化代码

现代C++库广泛使用命名空间来模块化代码库，它们利用“Namespace-by-feature”方法，按功能划分命名空间来反映功能集，将单个特性(且仅与该特性)相关的所有内容放到单个命名空间中。从而使得命名空间具有高内聚性和高模块化，并且耦合最小，紧耦合的项目被放在了一起。

Boost是按特性分组的最佳示例，其包含数千个命名空间，每个命名空间用于对特定的特性进行分组。

3.抽象

数据抽象是C++中面向对象编程最基本和最重要的特性之一。抽象意味着只显示基本信息而隐藏细节，数据抽象指的是仅向外部世界提供关于数据的基本信息，隐藏背景细节或实现。

尽管许多书籍、网络资源、会议演讲者和专家都推荐这种最佳实践，但在很多项目中，这条规则仍然被忽略了，许多类的细节并没有被隐藏。

4.类越小越好

具有多行代码的类型应该被划分为一组较小的类型。

需要很大的耐心重构一个大的类，甚至可能需要从头重新创建所有东西。以下是一些重构建议:

1. BigClass中的逻辑必须被分成更小的类。这些较小的类最终可能成为嵌套在原始God Class中的私有类，God Class的实例对象由较小嵌套类的实例组成。较小的类划分应该由God Class负责的多个职责驱动。
2. 首先尝试维护BigClass的接口，并委托调用新提取的类。最后，BigClass应该是一个没有自己逻辑的纯接口，可以为了方便将其保留，也可以将其扔掉，并开始只使用新类。
3. 单元测试可以提供帮助: 在提取方法之前为每个方法编写测试，以确保不会破坏功能。

5.每个类尽量提供最少的方法

包含20个以上方法的类可能很难理解和维护。一个类有许多方法可能是实现了太多责任的症状。也许所面对的类控制了系统中太多的其他类，并且已经超出了应有的逻辑，成为了一个无所不能的类。

6.加强低耦合

低耦合是理想状态，可以在应用中进行较少的更改实现程序的某个变更。从长远来看，可以减少修改、添加新特性的大量时间、精力和成本。低耦合可以通过使用抽象类或泛型类和方法来实现。

7.只注释代码不能表达的内容

鹦鹉学舌的代码注释没有为读者提供任何额外的东西。代码库中充斥着嘈杂的注释和不正确的注释，促使程序员忽略所有的注释，或者采取积极的措施隐藏它们。所以要尽量减少不必要的注释，改为为变量或函数起一个顾名思义的名字。

8.尽量不要用重复的代码

众所周知，重复代码的存在对软件开发和维护有负面影响。实际上，一个主要缺点是，当为了修复bug或添加新特性而更改重复代码的实例时，所有对应的代码必须同时更改。

产生重复代码最常见的原因是复制/粘贴操作，这种情况下，相似的源代码出现在两个或多个地方。许多文章、书籍和网站都警告不要采用这种做法，但有时实践这些建议并不容易，开发人员还是会选择简单的解决方案: 复制/粘贴大法。

9.不变性有助于多线程编程

基本上，如果对象在创建之后状态不变，那么这个对象就是不可变(immutable)的。如果一个类的实例是不可变的，那么该类就是不可变的。

不可变对象极大简化了并发编程，这是支持使用它的重要理由。想想看，为什么编写适当的多线程程序是一项艰巨的任务？因为同步线程访问资源(对象或其他操作系统资源)是很困难的。为什么同步这些访问很困难？因为很难保证多个线程对多个对象进行的多次写访问和读访问之间不会出现竞争条件。如果不再有写访问会怎么样？换句话说，如果被线程访问的对象的状态没有改变会怎么样？就不再需要同步了！

10.说明

本文为公众号《C语言与cpp编程》中文章的笔记。