《Effective C++ 中文版 第三版》讀書筆記

** 條款 28：避免返回 handle 指向?qū)ο髢?nèi)部成分 **

假設(shè)程序涉及矩形。為了讓 Rectangle 對象盡可能小，可能把定義矩形的點(diǎn)放在一個(gè)輔助的 struct 內(nèi)再讓 Rectangle 去指它：

class Point{ 
public: 
    Point(int x, int y); 
    ... 
    void setX(int newVal); 
    void setY(int newVal); 
    ... 
}; 

struct RectData{ 
    Point ulhc; 
    Point lrhc; 
}; 

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

private: 
    std::tr1::shared_ptr<RectData> pData; 
};

這樣的設(shè)計(jì)可以通過編譯，但卻是錯(cuò)誤的。實(shí)際上自相矛盾，一方面 upperleft 和 lowerRight 被聲明為 const，不讓客戶修改 Rectangle。另一方面，這兩個(gè)函數(shù)都返回 reference 指向 private 數(shù)據(jù)，調(diào)用者可以通過這些 reference 更改內(nèi)部數(shù)據(jù)：

Point coord1(0,0); 
Point coord2(100,100); 
const Rectangle rec(coord1, coord2); 
rec.upperLeft().setX(50); // 現(xiàn)在 rec 變成從 (50,0) 到 (100,100)

第一，成員變量的封裝性最多只等于 “返回其 reference” 的函數(shù)的訪問級別。
第二，如果 const 成員函數(shù)傳出一個(gè) reference，后者所指數(shù)據(jù)與對象自身有關(guān)，而它又被存儲(chǔ)在對象之外，那么這個(gè)函數(shù)的調(diào)用者可以修改那筆數(shù)據(jù)。這正是 bitwise constness 的一個(gè)附帶結(jié)果，條款 3。

如果它們返回的是指針或迭代器，相同的結(jié)果還會(huì)發(fā)生，原因相同。reference、指針和迭代器統(tǒng)統(tǒng)都是所謂的 handles（號碼牌，用來取得某個(gè)對象），而返回一個(gè)“代表對象內(nèi)部數(shù)據(jù)的 handle”，隨之而來的便是 “降低對象封裝性” 的風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，也可能造成 “雖然調(diào)用 const 成員函數(shù)卻造成對象狀態(tài)被更改”。

通常我們認(rèn)為，對象的“內(nèi)部”就是指它的成員變量，其實(shí)不被公開使用的成員函數(shù)（protected 或 private）也是對象 “內(nèi)部” 的一部分，所以也不該返回它們的 handles。否則，它們的訪問級別就會(huì)提高到返回它們的成員函數(shù)的訪問級別。

上述兩個(gè)問題可以在它們的返回類型上加上 const 即可：

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

private: 
    std::tr1::shared_ptr<RectData> pData; 
};

const 不在是個(gè)謊言。至于封裝性，這里是蓄意放松封裝，有限度的放松：只讓渡讀取權(quán)，涂寫權(quán)是禁止的。

即使這樣，返回 “代表對象內(nèi)部” 的 handles，有可能在其他場合導(dǎo)致 dangling handles（空懸的號碼牌）：

這種 handle 所指東西（的所屬對象）不復(fù)存在。這種 “不復(fù)存在的對象” 最常見的來源就是函數(shù)返回值。

class GUIObject{...}; 

const Rectangle boundingBox(const GUIObject& obj);

現(xiàn)在，客戶可能這么使用這個(gè)函數(shù)：

GUIObject *pgo; 

... 

const Point* pUpperLeft = &(boundingBox(*pgo).upperLeft());//取得一個(gè)指針指向外框左上點(diǎn)

對 boundingBox 的調(diào)用獲得一個(gè)新的、暫時(shí)的 Rectangle 對象，這個(gè)對象沒有名稱，權(quán)且稱它為 temp。隨后 upperLeft 作用于 temp 對象身上，返回 reference 指向 temp 的一個(gè)內(nèi)部成分。具體指向 temp 的那個(gè) Point 對象。但是這個(gè)語句結(jié)束之后，boundingBox 的返回值，也就是我們所說的 temp，將被銷毀，而那間接導(dǎo)致 temp 內(nèi)的 Points 析構(gòu)。最終導(dǎo)致 pUpperLeft 指向一個(gè)不再存在的對象；變成空懸、虛吊（dangling）！

只要 handle 被傳出去了，不管這個(gè) handle 是不是 const，也不論返回 handle 的函數(shù)是不是 const。這里的唯一關(guān)鍵是暴露在 “handle 比其所指對象更長壽” 的風(fēng)險(xiǎn)下。

** 請記?。?**
避免返回 handle（包括 reference、指針、迭代器）指向?qū)ο髢?nèi)部。遵守這個(gè)條款可增加封裝性，幫助 const 成員函數(shù)的行為像個(gè) const，并將發(fā)生“虛吊號碼牌”的可能性降至最低。