C++ 的API 设计指导
原文地址：API Design Principles /wiki/API-Design-Principles
摘要：
此文为Qt 上的API设计(for C++)指导准则，其中有不少原则具有普遍适用性，整个篇幅中有很多示例，是Qt在API设计上的实践。
正文：
Qt 一致、易掌握、强大的API是它的众多著名的优点之一。此文总结了我们在设计Qt风格的API所积累的做法。其中许多准则是通用的；而其他内容更偏向与约定，遵守它主要是为了与已有的API保持一致。
虽然这些准则主要用于公共API， 你也可以在设计私有API时使用它们，把它作为与其他开发者之间的约定。
1.好API的6个特点（Six Characteristics of Good API）
API对与程序员的关系就如同GUI与用户的关系。API中的’P’实际上指的是’程序员’，而不是’程序’，它强调了所有API都是由程序员使用的事实。
Matthias 在他的Qt Quarterly 13 article about API design 中说他相信API应该很少并且是完整的，有清晰简单的语义，可凭直觉知道的，容易记忆而且能产生可读的代码。
数量最小化(Be minimal)
数量最小化的API拥有尽可能少的公有类，每个公有类的公有成员也很少。依次可使理解，记忆，调试，改变API更容易。
功能完整(Be complete)
完整的API包含了所有需要用到的功能。这和API的数量最小化有点冲突。另外，如果某个成员函数放到了错误的类里，需要使用此方法的用户就会不到它。
清晰简单的语义(Have clear and simple semantics)
如同其他的设计，我们应该遵守意外最少的原则(principle of least surprise)，把常用的操
作变得容易，很少用的操作不应该很显眼。不要把没必要通用的解决方案普遍化。例如，在Qt 3 中，QMimeSourceFactory 不应被命名为 QImageLoader。
直觉性强(Be intuitive)
API 应该有较强的直觉性，就像计算机里的其他内容，。不同的履历和背景导致了不同人有不同直觉。如果一个经验不很丰富的用户没有阅读文档就能搞懂某个API，明白此API构成的代码，说明此API直觉性较强。
容易记忆( Be easy to memorize)
为使API易于记忆，应选择一个具有一致性和精确性的命名约定。使用易于识别的模式和概念，避免使用缩写。
能写出可读代码(Lead to readable code)
代码只写一次，但是却被浏览，调试，改变很多次。可读性好的代码可能需要更长的时间来写，却能在产品的整个生命周期中节省时间。
最后，记住不同的用户使用不同部分的API。尽管记住简单得使用一个Qt类的示例更直接，最好还是告诉用户在使用API时阅读相关一下文档。
2.静态多态(Static Polymorphism)
相似的类应该有相似的API。运行时多态通过继承体系实现。然而多态也发生在设计阶段。例如，如果你用QProgressBar替换QSlider，或者是QString替换QByteArray，你会发现API的简洁性使替换如此容易。此所谓“静态多态”。
静态多态也使记忆API和编程模式更加容易。因此，一组有相似接口的相关类比每个类都有自己的一套接口更好。
总体上讲，在Qt中，比起没有强有力的理由实现的继承关系，我们跟喜欢依赖静态多态。这种做法可确保公有类较少，使刚学习Qt的用户认清路线。
好的静态多态
QDialogButtonBox与 QMessageBox 在按钮操作(addButton(), setStandardButtons()等等 )有相似的API，而没有继承某个”QAbstractButtonBox”的类。
糟糕的静态多态
QTcpSocket 与 QUdpSocket 都继承了 QAbstractSocket ，它们是两个行为非常不同的类。似乎没有什么人曾经或会去使用一个QAbstractSocket指针。
不能确定的静态多态
QBoxLayout 是 QHBoxLayout 与 QVBoxLayout 的基类，好处：可以在工具栏中使用QBoxLayout调用setOrientation() 使其变为水平/垂直。坏处：需要一个额外的类，并且有可能导致用户写出这样没什么意义的代码，((QBoxLayout *)hbox)->setOrientation(Qt::Vertical)。
3. 基于特性的API(Property-Based APIs )
新的Qt类倾向于基于特性的API，例如：
[cpp] view plaincopy
1. QTimer timer;
2. timer.setInterval(1000);
3. timer.setSingleShot(true);
4. timer.start();
特性，是指此对象的任何属性——无论它是否是Q_PROPERTY。在实践中，用户应能够以任何顺序设置这些特性，也就是说，这些特性应该是正交的。例如，之前的代码可以写成：
[cpp] view plaincopy
1. QTimer timer;
2. timer.setSingleShot(true);
3. timer.setInterval(1000);
4. timer.start();
【译者注：正交特性：改变某个特性而不会影响到其他的特性。《程序员修炼之道》中讲了一个关于正交性的直升飞机坠毁的例子。】
方便起见，也写成：
[cpp] view plaincopy
1. timer.start(1000)；
类似地，对于QRegExp,
[html] view plaincopy
1. QRegExp regExp;
2. regExp.setCaseSensitive(Qt::CaseInsensitive);
3. regExp.setPattern("***.*");
4. regExp.setPatternSyntax(Qt::WildcardSyntax);
为实现这种类型的API，最好不要过早构建目标。例如，在QRegExp的例子中，在不知道模式语法的时候，在setPattern()中编译"***.*"为时过早。
各种特性经常关联在一起。在上面的例子中，我们必须小心。思考一下当前风格提供的“默认的图标尺寸”和QToolButton的”iconSize”属性：
[cpp] view plaincopy
api设计1. toolButton->iconSize(); // returns the default for the current style
2. toolButton->setStyle(otherStyle);
3. toolButton->iconSize(); // returns the default for otherStyle
4. toolButton->setIconSize(QSize(52, 52));
5. toolButton->iconSize(); // returns (52, 52)
6. toolButton->setStyle(yetAnotherStyle);
7. toolButton->iconSize(); // returns (52, 52)
需要提醒的是，一旦设置了 iconSize，它就一直保持设置状态；改变当前的风格不会改变此事。这样很好。有时候，重置某个特性也很有用，有两种方法：
（1）传入一个特殊值 (如 QSize(), -1, 或者 Qt::Alignment(0)) ，意味着重置
（2）提供一个明确的重置接口，如 resetFoo() 和 unsetFoo() 对于iconSize,使用Qsize()就足够了。
在某些情况下，getters 返回的结果与设置的可能不同。例如，如果调用widget->setEnabled(true)，如果它的parent处于disabled状态，widget->isEnabled()仍然返回 false。这样是可行的，正是我们想要的(widget的父widget处于disabled状态，此widget也应该变为灰，就好象也处于disabled状态一样，但是它会记得，其本身并没有处于disabled状态，正等待它的父widget变为enabled.)，但是诸如这样的特性必须被详细列入文档。
4.C++ API 规范(C++ Specifics)
指针与引用(Pointers vs. References)
最好的输出参数的类型是什么，指针还是引用？
[cpp] view plaincopy
1. void getHsv(int *h, int *s, int *v) const
2. void getHsv(int &h, int &s, int &v) const
大多数C++书籍基于引用比指针“安全和优雅”的观点，推荐尽可能使用引用。相比之下，我们在开发Qt时更喜欢指针，因为使用指针可使用户代码可读性更好。比较下面两个例子：
[cpp] view plaincopy
1. &Hsv(&h, &s, &v);
2. &Hsv(h, s, v);
仅有第一行代码充分显示h，s，v 很可能被此函数调用修改。
虚函数(Virtual Functions)
虚函数(Virtual Functions)
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