《Effective C++》学习笔记——条款28

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五、Implementations

Rule 28：Avoid returning "handles" to object internals

规则 28：避免返回handles指向对象内部成分

假设我们的程序涉及矩形。每个矩形由其左上角和右下角表示。为了让一个Rectangle对象尽可能小，你可能会决定不把定义矩形的这些点放在Rectangle对象内，而是放在一个辅助的struct内再让Rectangle去指它：

class Point {    // 描述点 的类
public:
Point( int x ,int y );
…
void setX(intnewVal);
void setY(intnewVal);
…
};
struct RectData  {    //用这些”点”数据用来表现一个矩形
Point ulhc;    // 左上角
Point lrhc;    // 右下角
};
class Rectangle  {
…
private:
 std::tr1::shared_ptr<RectData> pData;
};

为了计算Rectangle的范围，这个类提供upperLeft函数 和 lowerRight函数，因为Point是用户自定义函数，所以这些函数是返回reference，代表底层的Pointer对象：

class Rectangle  {
public:
…
Point&upperLeft() const {  returnpData->ulhc; }
Point&lowerRight() const {  returnpData->lrhc; }
…
};

虽然这种设计可以通过编译，但是它是错误的。实际上它是自我矛盾的——

①upperLeft和lowerRight被声明为const成员函数，因为它们的目的只是为了提供客户一个得知Rectangle相关坐标点的方法，而不是让客户修改Rectangle；

②两个函数却都返回reference指向private内部数据，调用者于是可通过这些 reference 更改内部数据。

一个明显的例子：

Point coord1(0,0);
Point coord2(100,100);
const Rectangle rec(coord1,coord2);    // 定义矩阵 rec，左上角（0,0），右下角（100,100）
rec.upperLeft().setX(50);    // 将rec变成 左上角（50,0），右下角（100,100）

显然，upperLeft的调用者能够使用被返回的reference来更改成员。但rec实际上应该是不可变的。

上面这个例子，告诉我们两点：

? 成员变量的封装性最多只等于”返回其reference“的函数的访问级别。

? 如果const成员函数传出一个reference，后者所指数据与对象自身有关联，而它又被存储于对象之外，那么这个函数的调用者可以修改那笔数据。这正是bitwise constness的一个附带结果。

我们上面说的每件事情都是由于“成员函数返回reference”。如果它们返回的是指针或迭代器，相同的情况还是会发生，原因也相同——reference、指针 和 迭代器统统都是所谓的 handles，而返回一个“代表对象内部数据”的handle，随之而来的便是“降低对象封装性”的风险。

PS：我们通常认为的对象的“内部”就是指它的成员变量，但其实不被公开使用的成员函数（也就是 protected 或 private）也是对象“内部”的一部分。

解法：“返回指针指向某个成员函数”的情况并不多见，所以让我们把注意力收回，专注于Rectangle class和它的 upperLeft以及lowerRight成员函数。我们在这些函数身上遭遇的两个问题可以轻松去除，只要对它们的返回类型加上const即可：

class Rectangle  {
public:
…
const Point& upperLeft() const { return pData->ulhc;  }
const Point& lowerRight() const { return pData->lrhc;  }
…
};

<span style="font-family:KaiTi_GB2312;font-size:14px;">class GUIObject  { ... };
const Rectangle boundingBox(const GUIObject& obj );    // 通过by value方式返回一个矩形
</span>

<span style="font-family:KaiTi_GB2312;font-size:14px;">GUIObject* pgo;    // 让pgo指向某个GUIObject
...
const Point* pUpperLeft = &(boundingBox(*pgo).upperLeft());    // 取得一个指针指向外框左上点</span>