前言
幾年前接觸到一款很好玩的RPG遊戲，叫作CPP。最近想着懷念一下，又不想乾巴巴地去玩。於是乎，我打算寫幾篇攻略，主要是記錄一下游戲中一些奇妙的點。遊戲的第一章是面向對象程序設計，其中又分爲基於對象(object-based)的關卡和麪向對象(object-oriented)的關卡，而基於對象的關卡中又有兩個BOSS，一個是無指針的類，另一個是有指針的類。今天就寫寫第一關基於對象的無指針的類吧。
基於對象的無指針類
首先介紹一個complex類，這個類是從標準庫中提出出來的，有着大佬們的氣息。source code
class complex {
public:
complex (double r = 0, double i = 0) : re(r), im(i) {}
complex& operator += (const complex&);
complex& operator -= (const complex&);
complex& operator *= (const complex&);
complex& operator /= (const complex&);
double real() const { return re; }
double imag() const { return im; }
private:
double re, im;
friend complex& __doapl(complex *, const complex&);
friend complex& __doami(complex *, const complex&);
friend complex& __doaml(complex *, const complex&);
};現在我們可以倒過來看，想想怎麼設計一個表示複數的類呢？
首先，複數有實部和虛部，那麼我們的類裏一定有兩個變量，我們先不考慮模版類，那麼就是：
private:
double re, im;想想如果不加上private可以嗎？當然可以了，只是這樣幹也太懶了，太隨意了，我好不容易弄出一個class，你在哪裏都可以直接訪問我的數據，還不如直接用回C的struct，怎麼能這麼幹呢！這不符合封裝的設計藝術，也不符合大佬的作風。private必須加！
接下來，一個類當然要有構造函數了。那麼幹脆直接不寫了，直接使用默認構造函數吧！其實也不是不行，不過讓人感覺很蠢，因爲你怎麼設值呢？當然也可以弄一些setter函數，不過也不夠優雅。我們的使用者應該可以換不同的姿勢來創建對象，比如：
complex c1;
complex c2(1);
complex c3(1,2);
complex *p = new complex();這樣一來，我們的構造函數這樣設計：
public:
complex (double r = 0, double i = 0) : re(r), im(i) {}我們的給實參寫上默認值0，一個構造函數就可以應對上面4種寫法。不過，我們爲什麼使用: re(r), im(i)這樣奇怪的寫法？而不是在函數題內直接賦值，
{
this->re = r;
this->im = i;
}這樣不是更清晰嗎，清晰的代碼不好嗎？其實也可以，不過這樣不夠逼格！你可知道變量的生死是怎樣的嗎？變量需要經歷兩個階段，首先初始化，其次賦值。而我們奇怪的初始化列表(initialization list)的寫法，就讓我們直接初始化就完事！效率UPUP！
有了成員變量，我們接下來應該考慮怎麼讓其他人來訪問我的數據呢？當讓是寫getter了！
public:
double real() const { return re; }
double imag() const { return im; }等等，函數名後面那個const是什麼鬼！大佬們在寫這個函數的時候，考慮到這個函數不會修改本身的數據，以及使用者會這樣寫：
const complex c4(1,2);
cout << c4.real() << " " << c4.imag() << endl;這樣一來，萬一我們把函數名之後的const刪掉了，編譯器會認爲你的函數可能會修改數據，因此就會報錯，而使用者就會對你破口大罵！千萬別這麼幹。。。
接下來，我們拿出中學數學課本，查了一下複數有四則運算，那麼使用者可以這麼用：
cout << c1+c2 << endl;
cout << c1-c2 << endl;
cout << c1*c2 << endl;
cout << c1 / 2 << endl;
cout << (c1 += c2) << endl;
cout << (c1 == c2) << endl;
cout << (c1 != c2) << endl;
cout << +c2 << endl;
cout << -c2 << endl;
cout << (c2 - 2) << endl;
cout << (5 + c2) << endl;聰明的你肯定立馬反應到，操作符重載唄！沒錯，我們接下來就來看看操作符重載裏有什麼可以 dig dig！
public:
complex& operator += (const complex&);
complex& operator -= (const complex&);
complex& operator *= (const complex&);
complex& operator /= (const complex&);注意到，我們是在類裏面聲明的操作符重載，那麼可不可以在外面聲明呢？其實也可以的，但是大佬們爲什麼這樣寫？
inline complex&
complex::operator += (const complex& r)
{
return __doapl (this, r);
}
inline complex&
__doapl (complex* ths, const complex& r)
{
ths->re += r.re;
ths->im += r.im;
return *ths;
}設計一個函數，我們必須考慮參數和返回值，我們可能會這樣使用操作符：
c1 += c2;這時候應該有兩個參數，c1和c2。實際上編譯器處理到這裏，會這樣調用函數：
complex& complex::operator += (complex *this, const complex &r);注意到，第一個參數this就是左邊的c1，第二個是右邊的c2，至於爲什麼使用const，我想你已經知道了。我們知道編譯器會這樣調用函數，但是我們寫的時候可不能這樣寫，否則會被罵哭。
接下來考慮返回值，爲什麼我們有時用引用，有時候不使用引用呢？其實使用引用還是爲了提高效率，就跟C語言裏面傳指針4個字節的速度一樣，引用的速度和傳指針一樣快。而使用引用和指針都需要考慮，返回值是不是局部變量(local object)，如果不是，好的，使用引用吧！
這下我們知道了寫成類成員函數的原因，c1的this指針默認的傳入重載函數，c2的數據加到c1上，再返回c1自己，於是乎，使用者可以這樣來用：
c1 += c2 += c3;你可能會對函數friend complex& __doapl(complex *, const complex&);感到奇怪，這是個朋友，不過是我們單方面宣稱的朋友。我們單方面認爲他是我們的朋友，於是乎我們把他當自己人，朋友可以自由訪問自己的私有數據。同樣地，同一個類創建出來的對象互相都是自己人，自己人都可以訪問自己的私有數據。
下面我們看一看聲明在類外部的函數：
inline complex
operator + (const complex& x, const complex& y)
{
return complex (real (x) + real (y), imag (x) + imag (y));
}這裏我們的返回值變了，變成了complex，不是引用了。
complex (real (x) + real (y), imag (x) + imag (y));這裏我們函數裏使用了臨時對象，臨時對象的生命在下一行代碼就結束了。於是立即推出，不能使用引用，而直接創建一個臨時對象，然後返回臨時對象。注意到，臨時對象的生命在下一行代碼就結束了，返回值實際上就是一個臨時對象，用過了，就死了。
最最最後，我們還可以花裏胡哨地重載一下輸出：
ostream&
operator << (ostream& os, const complex& x)
{
return os << '(' << real (x) << ',' << imag (x) << ')';
}這裏有幾個問題，爲什麼這個函數定義在類外部呢？假如我們定義在類內部，那麼使用者就該這麼用：
c1 << cout;emmmmmm...這一定會被噴死！那爲什麼我們的返回值不是void呢，返回void就行了啊？萬一使用者這樣使用：
cout << c1 << " love love";第一個cout << c1返回值是void，編譯器報錯，GG。那麼第一個參數爲什麼不添加const呢？const ostream& os
當然不能這樣幹，因爲return os << '(' << real (x) << ',' << imag (x) << ')';已經修改了os的狀態。
小問題
這裏拋出一個問題，看看下面這個函數：
inline complex
operator + (const complex& x)
{
return x;
}這個函數的意思是輸出正的複數，比如：
cout << +c1;你也許會有疑問，依照我們先看函數內是否使用了局部變量的原則，這裏的返回值是可以使用引用的，而且應該使用引用。嗯，看起來確實如此，這是編寫標準庫的大佬們寫出的代碼，他們也會犯錯，或者說也會寫出不是最優的代碼。當然了，這樣的寫法沒有錯，只是不是最優的寫法，標準庫並不是聖經，你可以去研究她，發現她的亮點和不足。
總結
設計類是最基本的技能，也是決定代碼效率的關鍵一環，以下是我的認爲設計類需要考慮的問題：
- 設計一個類，首先考慮有什麼數據
- 考慮數據的類型，是public，還是private，還是friend
- 構造函數：是否有默認參數；有沒有使用初始化列表
- 函數參數：首先考慮傳引用；要不要加const；使用者會不會創建一個const的對象！
- 函數返回：是不是適合傳引用？局部變量不適合傳引用！
- 函數重載：使用者以不同的方式進行操作，比如double+complex complex+double
- cout重載：應該放在類外面，不適合做成員函數，因爲沒有人會倒着寫
- this指針：調用成員函數都會隱藏的加上this指針，除了static
- static變量：必須在類的外面進行定義！類裏面只是聲明！聲明沒有內存！
第一篇攻略就先到這了，我們下次再見。