基于对象程序设计

基于对象即对应了面向对象三大特征中的“封装”，可以简单概括为：
将一组关联的数据和一组对应的操作绑定在一起
优点：

• 模块化，将系统分解为若干个对象的交互，降低了问题的复杂度
• 将接口与实现分离，实现了具体实现的灵活性

设计目标：

• 可读性：
• 内存安全

设计过程：

1. 设计类的成员变量

• 选择合适的数据类型 和 可读性好的变量名

• 为成员变量设置合适的访问权限

• 还需要考虑以下两点：

  • 成员变量是否只读——>是否添加const修饰符
  • 成员变量是否需要共享——>是否添加static修饰符

2. 设计类的构造函数

• 使用成员初始化列表

• 类的成员变量是否存在指针

  • 若存在，考虑是否存在浅拷贝问题，如果存在，考虑禁止或者实现拷贝构造函数和赋值运算符重载函数

3. 设计类的析构函数

• 无指针类型或者无系统资源（文件描述符等）通常使用默认的析构函数
• 若类成员变量存在指针，需要释放指针指向的内存，同时将指针值置空，避免野指针。

4. 设计类的成员方法

• 先实现相应的成员方法

• 再考虑是否需要实现自定义的运算符重载函数

• 考虑是否要给成员方法添加修饰符：

  • 只读方法 const
  • 方法不依赖对象，静态方法 static
  • 方法比较简单， 内联方法 inline

5. 考虑是否需要添加友元类，友元函数

面向对象程序设计

面向对象设计的主要目标是为了实现多态，实现代码的动态绑定，提高可维护性。

多态：
静态（编译时期）的多态：函数重载，函数名和返回值相同，参数列表不同
动态（运行时期）的多态：基类指正指向派生类对象，通过该指针调用同名覆盖方法，通过动态绑定来实现

多态的目的：

• 实现开闭原则，添加新功能不需要修改源代码，只用实现一个新类
• 隔离变化点，将模块划分为稳定的framework和不稳定的hook,通过多态将它们隔离开

多态实现：
一个类定义了虚函数，编译阶段编译器为该类产生一个唯一的vftable虚函数表，虚函数表
存储了RTTI指针和虚函数的信息，当程序运行时，每张虚函数表会加载到内存中的.rodata区
虚函数表

一个类中定义了虚函数，类的对象在运行时，内存开始部分，多存储一个vfptr虚函数指针，
指向相应类型的虚函数表vftable

虚函数的数量，不影响对象内存大小(vfptr)，影响的是虚函数表的大小

如果派生类中，与基类中的虚函数，返回值，函数名，参数列表都相同，自动处理为虚函数

动态绑定的汇编：
mov eax, dword ptr[pb]
mov ecx, dword ptr[eax]
call ecx

设计步骤：

1. 基类

• 考虑成员变量

  • 需要被派生类继承，将访问权限设置为protected
  • 只是内部使用的，设置为private

• 考虑多态接口的设计

  • 将接口设置为virtual，如果该类不需要实例化，可设置为纯虚函数
  • 考虑是否需要将析构函数设置为虚析构函数，如果派生类中会有指针指向堆上动态分配的内存，为了能动态绑定派生类的析构函数，则需要将基类的析构函数设置为虚函数

2. 派生类

• 考虑继承方式

  -是否存在多重继承，以及可能由于多重继承而出现菱形继承的问题，如果存在，需要使用虚继承

• 重写虚函数的方法，来实现多态

  • 注意只能通过由指针/引用调用虚函数来实现动态绑定