類別的抽象意涵

到底基於什麼樣的誤會會讓人讓 Point3d 繼承 Point2d？有人會說「空間的點」是一種「平面的點」嗎？

class Point2d {
private:
    int x;
    int y;
public:
    Point2d(): x(0), y(0) {}
    Point2d(int x_, int y_) : x(x_), y(y_) {}

    int get_x() const { return x; }
    int get_y() const { return y; }

    void set_x(int x_) { x = x_; }
    void set_y(int y_) { y = y_; }
};

class Point3d : public Point2d {
private:
    int z;
public:
    Point3d(): Point2d(0, 0), z(0) {}
    Point3d(int x_, int y_, int z_): Point2d(x_, y_), z(z_) {}

    int get_z() const { return z; }
    void set_z(int z_) { z = z_; }
};

上面的程式碼看似可以重復使用 Point2d 的部分，基於「儘可能重複使用原則」，這樣寫好像沒有錯。可是如果今天我有一個函式長這樣呢？

int dist(Point2d const &a, Point2d const &b) {
    return sqrt(pow((double)(a.get_x() - b.get_x()), 2) +
                pow((double)(a.get_y() - b.get_y()), 2));
}

然後假設經過很久的時間，你早已忘記你的 Point3d 還有 dist 是怎麼寫得。有一天我們忽然必需要計算空間中的二點的距離，於是你很自然地寫下下面的程式碼：

Point3d pa(0, 0, 0);
Point3d pb(0, 0, 10);

double d1 = dist(pa, pb); // d1 = 0

這時你會得到一個讓你意外的結果！為什麼是 0？沒有任何的機制阻止你犯下錯誤。當然，當你發現數值不對的時候，也許會認為在多補一個 Point3d 的 dist 函式就可以了（事實上你也應該這麼做）。但是事情有這麼簡單嗎？

Point2d pc(0, 0);
Point3d pd(0, 0, 10);

double d2 = dist(pc, pd);

上面的程式出了什麼問題？對，沒有錯，dist 又把 Point3d 的 instance 當成 Point2d 的 instance。然後就是你的程式怎麼死得都不知道！

這組 class 的設計有個根本的問題就是隨便使用繼承的語意，看到「重複的程式碼」就開槍！結果反而寫出意想不到的程式碼。根本的解決方式就是抄一次 int x, y ... 等程式碼，而且多抄一次錯誤的機會反而會更少。

當然我知道有人會反駁說我應該使用 private inheritance。對，private inheritance 的確有 has-a 的語意，可是你認為這樣的程式碼比較直觀嗎？

class Point3d : private Point2d {
private:
    int z;
public:
    Point3d(): Point2d(0, 0), z(0) {}
    Point3d(int x_, int y_, int z_): Point2d(x_, y_), z(z_) {}

    using Point2d::get_x;
    using Point2d::get_y;
    int get_z() const { return z; }

    using Point2d::set_x;
    using Point2d::set_y;
    void set_z(int z_) { z = z_; }
};

不要自欺欺人了，要是「重複使用」這麼重要，你也應該使用 composition 與 delegation 來完成 has-a 的語意。

class Point3d {
private:
    Point2d xy;
    int z;
public:
    Point3d(): xy(0, 0), z(0) {}
    Point3d(int x_, int y_, int z_): xy(x_, y_), z(z_) {}

    int get_x() const { return xy.get_x(); }
    int get_y() const { return xy.get_y(); }
    int get_z() const { return z; }

    void set_x(int x_) { xy.set_x(x_); }
    void set_y(int y_) { xy.set_y(y_); }
    void set_z(int z_) { z = z_; }
};

我今天看書的時候還看到更扯的例子：橢圓是圓形的子類別，因為橢圓要二個參數來描述，圓只需要一個，同理矩形是正方形的子類別。還有，因為向量表示法很相似，所以三角形是一種矩型。照這種亂七八糟繼承法推演下去，所有的形狀都可以是正方形的一種(is-a-kind-of)，你看正方形所需的參數最少嘛！？

這樣為了重複使用而重複使用對嗎？明明是毫不相干的類別我們應該讓他們互相繼承嗎？原本是超集的集合現在要變成別人的子集對嗎？敝人不才，我不懂這些聰明絕頂的人在想什麼。

書評: 多型與虛擬

多型與虛擬: 物件導向的精髓
侯俊傑
1998

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今天在圖書館看書的時候，不小心把這本書拿起來看。因為看得很順，所以大概四個小時就看完了。結果正事都沒有做...。(話說有點奇怪的是總圖的二本明明就被借走了，為什麼我在架上還看得到書呢？)

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這本書很大一部分是取材自 Inside C++ Object Model 與 深入淺出 MFC。前者侯俊傑為該書的譯者，後者為侯捷(侯俊傑的另一筆名)的作品。

本書在第一章花了不少篇幅用以講解 C++ 中 class 的語意，第二章則用以講述 class 的佈局(在記憶體中的 layout)，第三章是在說明轉型的語意(semantics)。這三章的內容大多與 Inside C++ Object Model 的內容重疊，惟作者所使用的 C++ 實作(編譯器)不同，故研究之方法與得出的結論有些許差異，然而其中心思想是雷同的。

第四章與第五章則是介紹 RTTI(Runtime Type Information執行期型別資訊)，與動態物件生成(Unserialize)。這二章我相信是取材自深入淺出 MFC 一書，範例的設計與 MFC 的設計如出一轍。只不過範例程式碼已經大量簡化以方便理解。

第六章則是介紹 COM，這個 COM 並非 C++ Object Model 的縮寫，而是 Component Object Model 的縮寫。Component Object Model 是微軟提出來的一個技術，用以讓 C++ 的 class 變成一個 library 讓多數程式可以共享同一個類別庫(Class Library)。然而要把 class 匯出為一個介面不是易事，撇開 C++ 標準沒有限制 binary 的設計，C++ 本身的 Object Model 很大的程度就限制了類別庫的「重用性」。本章提出了一些解法，用以作為學習 COM 的墊腳石。

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我個人覺得這本書的定位很特別，他前三章的內容不若 Inside C++ Object Model 詳細，而第四五章則不若 深入淺出 MFC 詳儘。不過就「多型與虛擬」這個主題而言，這樣的剪裁恰到好處。對於一個只是想要簡單地了解 Visual C++ 如何實作各種 C++ class 的語義的人，這樣的一本書已經足夠。而且這本書和侯俊傑譯得《C++ 物件模型》相比好讀許多，至少這本書是原文書，自然也不會有誤譯。第二三章的範例也多出自 Inside C++ Object Model 一書，不過大部分都有再做修改並附上 Visual C++ 編譯後的數據。而第四五章則把心力放在 RTTI 與物件動態生成上，展示了 MFC 在處理物件執行期型別資訊(RTTI)、儲存(Persistence)的方法。即使時至今日 C++ 早已有許多改變，但我認為了解 RTTI 與 Persistance 的實作方法仍是相當重要的。想想看你還有多少的 *.doc？而最後一章的可以當作學習 COM 的「導論」（如果你對 COM 還是很有興趣的話），它簡單的說明了為什麼以 C++ 設計類別庫是如此的困難，以及當時流行的一些 Work Around。

總體來說，如果你想要了解 Visual C++ 對 class 所施加的黑魔法，這本書是一門不錯的入門書，雖然年代久遠，仍有其參考價值。不過如果你已經讀過 Inside C++ Object Model (你的功力已經很強了)，就不要把時間浪費在第一二三章；如果已經讀過 深入淺出 MFC，第四五章也可以稍加斟酌。

xrandr 與筆電的 VGA 輸出

之前在 R219 做 C++ 演講的時候，發現 Ubuntu 沒有辦法使用 VGA 輸出，臨時改用 Windows Vista 結果我覺得用起來很不順，而且有些範例沒有辦法展示，覺得相當捥惜。今天我用桌機的螢幕測試看看，結果發現 Ubuntu 是可以自動偵測螢幕，雖然結果不是很令人滿意(自動選用的解析度對二個螢幕而言都不是最佳解析度)，但也還算是堪用。

那之前的演講是怎麼一回事呢？我在想有可能是因為投影機的解析度和我的筆電的解析度八字不合，所以 Ubuntu 沒有辦法自動選出最合適的解析度組合，所以當天就沒有辦法正常使用投影機。

早期要更改解析度，一定要修改 xorg.conf 然後重新開啟 X server。不過現在我們可以用 xrandr 來重新設定解析度，而且可以像 Windows 那樣立刻生效，甚至還可以做一些特別的設定。

首先我們要下面的指令來觀察目前的設定：
xrandr --current

在我的電腦會看到有 VGA 與 LVDS 二種輸出方式，前者是 VGA 輸出端子，後者是筆電本身的螢幕；同時 xrandr 也會顯示每種輸出方式可以使用的解析度與更新頻率。

如果我想要調整 LED panel (筆電內建) 的解析度我們可以使用 --mode 來設定：
xrandr --output LVDS --mode 1280x800

當然如果我要調整 VGA output 的解析度我們可以用下面的指令：
xrandr --output VGA --mode 1024x768

如果我們要關閉一種輸出，我們可以用 --off 來關閉。off 很重要，因為二種輸出有時候會互相干擾，我們可以先關閉一個，調整好再開啟不同的輸出。

接下來，我們可以讓不同的螢幕有不同的解析度。之所以會有這樣的需求是因為 LCD 螢幕的解析度是不能動態調整的，所以對於「非出廠內定值」通常只是把輸入訊號用內差法放大，效果都不甚理想，所以我希望可以讓筆電的螢幕是「出廠內定值」。

我的做法是：
xrandr --output LVDS --mode 1280x800 --output VGA --off

先把 LCD panel 的解析度調整好，再開啟 VGA output 的解析度：

xrandr --output VGA --mode 1024x768

此時，我們還可以稍做修改，例如我不想要顯示 GNOME 上層的選單，我就可以用 --pos 來移動我的 VGA output 的顯示區：

xrandr --output VGA --mode 1024x768 --pos 0x25

我想在一般的演講，這些指令就很夠用了。不過我在研究 xrandr 的時候發現了一個有趣的參數：panning。我們可以用 panning 模擬比較大的螢幕。有人可能會很好奇它是如何「模擬」的？事實上使用了 panning 就有點像顯微鏡，我們的「可視區」還是只有螢幕的大小，隨著滑鼠的移動，「可視區」的範圍也會隨之移動。也就是說如果我剛才修改一下 VGA 的設定，VGA output 就可以隨著滑鼠的移動看到不同的部分。

xrandr --output VGA --mode 1024x768 --panning 1280x800

當然 xrandr 的功能不止如此，他還可以把二個螢幕串起來，一左一右，不過我就懶得試了，因為還要修改 xconf 的 Virtual 值以加大 Virtual Screen 的大小。