Effective C++笔记总结

1、示C++为一个语言联邦

C++是个多重范型编程语言（multiparadigm programming language），一个同时支持过程形式（procedural）、面向对象形式（object-oriented）、函数形式（functional）、泛型形式（generic）、元编程形式（metaprogramming）的语言。

2、尽量以const，enum，inline替换 #define

宏定义的变量不在符号表内；
使用const定义的常量比起宏，编译生成的目标码更少；
对一个enum取地址不合法，对宏取地址也不合法；

对于单纯常量，最后以const对象或enum替换#define
对于形似函数的宏，最好改用inline函数替代#define

3、尽可能使用const

const出现在*左边，表示被指物是常量： const int* p1; int const* p2;
const出现在*右边，表示指针本身是常量: int* const p1;
const出现在*两边，表示被指物和指针本身都是常量

const_iterator 类同const type*，迭代器所指对象为常量，不可改变；

令函数返回一个常量值，可以降低因客户错误而造成的意外，而又不至于放弃安全性和高效性。如

class Rational{......};
class Rational operator*(const Rational& lhs, const Rational& rhs);
Rational a, b, c;
...
(a*b) = c; //在a*b的结果上调用operator=

const成员函数不能修改non-static成员对象；
如果两个成员函数仅是常量属性不同，可以被重载；
mutable属性的成员变量，即使在const成员函数中，亦可被修改；
const成员函数调用non-const成员函数是一种错误行为，因此对象有可能因此被改动；

将某些东西声明为const可帮助编译器侦测出错误用法。const可被施加于任何作用域内的对象、函数参数、函数返回类型、成员函数本体。
编译器强制实施bitwise constness，但你编写程序时应该使用“概念上的常量性”（conceptual constness）。
当const和non-const成员函数有着实质等价的实现时，令non-const版本调用const版本可避免代码重复。

4、确定对象被使用前已先初始化

对象的成员变量的初始化动作发生在进入构造函数本体之前；
构造函数体内的成员对象赋值，是赋值操作，而不是初始化。其效率比起初始化列表低，相当于先调用了成员对象的默认构造函数，再调用其拷贝赋值操作；
编译器会为用户自定义类型（user-defined types）之成员变量自动调用default构造函数；

C++有着十分固定的“成员初始化次序”。基类先于子类初始化。而类的成员变量以其声明的顺序初始化，即使它们在初始化列表中的顺序不一样；
初始化列表的顺序最好和成员变量声明的顺序一致；
C++对“定义于不同编译单元内的non-local static对象”的初始化次序并无明确定义。

为内置型对象进行手工初始化，因为C++不保证初始化它们。
构造函数最好使用成员初值列表（member initialization list），而不要在构造函数本体内使用赋值操作（asignment）。初值列表列出的成员变量，其排列次序应该和它们在class中的声明次序相同。
为免除“跨编译单元之初始化次序”问题，请以local static 对象替换non-local static对象（参考单例模式）。

5、了解C++默认编写并调用哪些函数

如果没有自己声明，编译器会为类声明一个copy构造函数、一个copy assignment操作符和一个析构函数。如果没有声明任何构造函数，编译器也会声明一个default构造函数。所有这些函数都是public且inline的，且仅当被需要（被调用）的时候才创建；
编译器产出的析构函数是non-virtual的；

拷贝构造函数和赋值运算符，编译器创建的版本只是单纯地将来源对象的每一个non-static成员变量拷贝到目标对象。

如果试图使一个“内含引用成员，或内含const成员”的类支持赋值操作，必须自行定义赋值运算符，否则编译失败，因为引用类型和常量类型是不允许更改的。

如果基类的赋值运算符声明为private，编译器将拒绝为其子类生成一个赋值运算符。

6、若不想使用编译器自动生成的函数，就该明确拒绝

不希望类具有赋值或拷贝功能，可将赋值操作符和拷贝构造函数声明为private属性。从而防止外部调用。
仅将赋值和拷贝构造声明为private不保险，不能避免friend 类或成员函数对其的调用，所以还需将赋值和拷贝构造仅声明而不定义，即不做实现，此时若调用会导致链接错误；

class HomeForSale {
public:
    ...
private:
    ...
    HomeForSale(const HomeForSale&); //只有声明
    HomeForSale& operator=(const HomeForSale&);
};

若想将链接期错误移至编译器，可实现一个基类，基类内声明private属性的拷贝构造和赋值重载，而我们的类继承自这个基类即可。当尝试拷贝或赋值时，编译器会自动生成拷贝构造和赋值运算，但因基类的这两个函数是私有的，所以会编译失败；

NoCopyable基类的析构可以不是virtual的，NoCopyable基类不含任何数据；

class Uncopyable {
protected: //允许derived对象构造和析构
    Uncopyable(){}
    ~Uncopyable(){}
private:
    Uncopyable(const Uncopyable&); //但阻止copying
    Uncopyable& operator=(const Uncopyable&);
};

class HomeForSale : private Uncopyable  //class不再声明
    ... //copy构造函数或copy assign.操作符
};

7、为多态基类声明virtual析构函数

当基类指针指向派生类对象，且基类的析构函数是non-virtaul的时候，delete 该基类指针将导致派生类的派生成分没有被销毁，只销毁了基类部分，从而造成“局部销毁”现象，造成内存泄漏，损坏数据结构。

消除该问题，仅需将基类析构函数声明为virtual属性；

如果类不含任何virtual函数，说明该类并不意图作为基类；
如果将一个不意图作为基类的类的析构函数声明为virtual，不合适，会导致类内存布局多了虚函数表结构，造成内存浪费；
只有当类中含至少一个virtual函数时，才将其析构函数声明为virtual；

当希望声明一个抽象类而又没有任何纯虚函数时，可以将析构函数声明为纯虚函数；

带多态性质的基类应该声明一个virtual析构函数。如果类中带有任何virtual函数，那么它就应该拥有一个virtual析构函数；
有些类的设计目的不是作为基类使用，或不是为了具备多态性（如NoCopyable类），就不应该声明virtual析构函数；

8、别让异常逃离析构函数

析构函数抛出异常而不捕获处理，可能导致资源泄漏;

析构函数绝对不要吐出异常。如果一个被析构函数调用的函数可能抛出异常，析构函数应该捕捉任何异常，然后吞下它们（不传播）或结束程序；
如果客户需要对某个操作函数运行期间抛出的异常做出反应，那么类应该提供一个普通函数（而非在析构函数中）执行该操作；

9、绝不在构造和析构过程中调用virtual函数

在构造函数和析构函数内不要调用virtual函数，否则函数将不发生多态行为；

如果函数为纯虚函数，程序会出现链接错误；

如果基类的另一函数funcA调用了该类的纯虚函数funcB，构造函数调用funcA，子类实现了funcB。程序编译链接不会报错，但在运行期间会出错，会被终止退出；

class Transaction {
public:
    Transaction(){
        init();     //调用non-virtual.
    }
    virtual void logTransaction() const = 0;
private:
    void init(){
        logTransaction();   //这里调用virtual
    }
};

10、令operator= 返回一个reference to *this

为了实现“连锁赋值”（x = y = z= 15;），赋值操作符必须返回一个reference指向操作符的左侧实参。

Widget& operator=(const Widget& rhs){ //返回类型是个reference，指向当前对象
    return *this;    //返回左侧对象
}

这个协议不仅适用于以上的标准赋值形式，也适用于所有赋值相关运算，例如：

Widget& operator+=(const Widget& rhs); //这个协议适用于+=，-=，*=，等等。

注意，这只是个协议，并无强制性。如果不遵循它，代码一样可通过编译。然而这份协议被所有内置类型和标准程序库提供的类型如string,vector,complex, tr1：shared ptr或即将提供的类型（见条款54）共同遵守。

11、在operator= 中处理“自我赋值”

自我赋值的场景有：

a[i] = a[j]; // 当i=j时
*px = *py;   //当px和py指向相同时

一个基类的指针和引用也可以指向一个派生类对象；

如果赋值操作存在动态申请内存，如果不进行“证同判定”，可能会出现内存泄漏；
当内存申请出现异常时，还可能导致指针最终指向一块被删除的内存，从而使指针无法安全地访问；

Widget& widget::operator=(const Widget& rhs) //一份不安全的operator=实现版本。
{
    delete pb;  //停止使用当前的bitmap
    pb = new Bitmap(*rhs.pb); //使用rhs's bitmap的副本（复件）。
    return *this;
}

//注：operator=函数内的*this（赋值的目的端）和rhs有可能是同一个对象。如此delete就不只是销毁当前对象的bitmap，它也销毁rhs的bitmap。

// 这一版本不仅存在“自我赋值安全性”，也不具备“异常安全性”；

Widget& widget::operator=(const Widget& rhs)
{
    if(this == &rhs) return *this; //证同测试（identity test），如果是自我赋值，就不做任何事。
    delete pb;
    pb = new Bitmap(*rhs.pb);
    return *this;
}

// 这一版本仍然不具备“异常安全性”，如果"new Bitmap"导致异常（不论是因为分配时内存不足或因为Bitmap的copy构造函数抛出异常），Widget最终会持有一个指针指向一块被删除的Bitmap。

适当调整语句顺序，可以保持出现异常时指针的安全性；

Widget& widget::operator=(const Widget& rhs)
{
    Bitmap* porig = pb; //记住原先的pb 
    pb = new Bitmap(*rhs.pb);   //令pb指向*pb的一个复件（副本） 
    delete porig;   //删除原先的pb 
    return *this;
}

// 现在，如果"new Bitmap"抛出异常，pb保持原状。即使没有证同测试，这段代码还是能够处理自我赋值，因为我们对原bitmap做了一份复件、删除原bitmap、然后指向新制造的那个复件。它或许不是处理“自我赋值”的最高效办法，但它行得通。

如果关心效率，可以把“证同测试”（identity test）再次放回函数起始处。然而这样做也会使代码变大一些（包括原始码和目标码）并导入一个新的控制流（control flow）分支，而两者都会降低执行速度。Prefetching、caching和pipelining等指令的效率都会因此降低。

使用copy-and-swap技术，可以保证代码不但“异常安全”而且“自我赋值安全”；

class Widget{
...
void swap(Widget& rhs); //交换*this和rhs的数据：详见条款29
};
Widget& Widget::operator=(const Widget& rhs)
{
    Widget temp(rhs);   //为rhs数据制作一份复件（副本） 
    swap(temp);         //将*this数据和上述复件的数据交换。
    return *this;
}

确保当对象自我赋值时operator=有良好行为。其中技术包括比较“来源对象”和“目标对象”的地址、精心周到的语句顺序、以及copy-and-swap。
确定任何函数如果操作一个以上的对象，而其中多个对象是同一个对象时，其行为仍然正确。

12、复制对象时勿忘其每一个成分

当为类添加成员变量时，必须同步修改拷贝构造和赋值运算符重载函数；
作为派生类时，其构造函数和赋值重载需适当地复制基类地成分，应当让派生类的拷贝构造和赋值重载函数调用相应的基类函数；

不应当让赋值运算符重载函数调用拷贝构造函数（相当于试图构造一个已存在的对象）；
相反地，也不能让拷贝构造函数调用赋值运算符重载函数（相当于，在一个尚未初始化地对象上做“只对已初始化对象才有意义”的事一样。构造函数是用来初始化新对象的，而赋值运算符只施行于已初始化的对象身上）；

如果拷贝构造函数和赋值运算符重载函数有相近的代码，正确的消除重复代码的做法是，建立一个新的成员函数给两者调用，该函数声明为private而且通常被命名为init。

13、以对象管理资源

RAII：资源取得时机便是初始化时机

以对象管理资源的两个关键想法：

获得资源后立刻放进管理对象内（取得资源的时机是初始化时机）；
管理对象运用析构函数确保资源被释放；

典型的以对象管理资源的例子是智能指针

为防止资源泄漏，请使用RAII对象，它们在构造函数中获得资源并在析构函数中释放资源。
两个常被使用的RAII classes分别是tr1::shared_ptr和auto ptr。前者通常是较佳选择，因为其copy行为比较直观。若选择auto_ptr，复制动作会使它（被复制物）指向null。

14、在资源管理类中小心coping行为

当一个RAII对象被复制时，通常会选择以下两种可能：
禁止复制：许多情况下RAII对象被复制并不合理，如Lock这样的class。如果复制并不合理，那么可以禁用，禁用的方式是将cpoying操作声明为private；
对底层资源祭出“引用计数法”。有时候希望保有资源，直到它的最后一个使用者（某对象）被销毁。这种情况复制RAII对象应该将资源的“被引用数”递增。

复制RAII对象必须一并复制它所管理的资源，所以资源的copying行为决定RAII对象的copying行为。
普遍而常见的RAII clas copying行为是：抑制copying、施行引用计数法（reference counting）。不过其他行为也都可能被实现。

15、在资源管理类中提供对原始资源的访问

APIs 往往要求访问原始资源（raw resources），所以每一个RAII class应该提供一个“取得其所管理之资源”的办法（如智能指针的get操作）。
对原始资源的访问可能经由显式转换或隐式转换。一般而言显式转换比较安全，但隐式转换对客户比较方便。

显式转换示例：

class Font {
public:
    FontHandle get() const {return f;}  //显式转换函数
};

隐式转换示例：

class Font {
public:
    ...
    operator FontHandle() const //隐式转换函数
    { return f;}
    ...
};
void changeFontsize(FontHandle f, int newsize); //CAPI

Font f(getFont());
int newFontsize;
changeFontsize(f, newFontsize); //将Font隐式转换为FontHandle

但是这个隐式转换会增加错误发生机会。例如客户可能会在需要Font时意外创建一个FontHandle：

Font fl(getFont());
FontHandle f2 = fl; //喔欧！原意是要拷贝一个Font对象，却反而将f1隐式转换为其底部的FontHandle 然后才复制它。

16、成对使用new和delete时要采取相同形式

如果你在new表达式中使用[]，必须在相应的delete表达式中也使用[]。
如果你在new表达式中不使用[]，一定不要在相应的delete表达式中使用[]。

17、以独立语句将newed对象置入智能指针

形如：

processWidget(std::tr1::shared ptr<widget>(new widget),priority());

可能会导致内存泄漏，如果编译器的执行顺序为
1.执行"new widget"
2.调用priority
3.调用tr1::shared_ptr构造函数
且priority()的调用出现异常，则"new widget"返回的指针将遗失，未置入智能指针内。

所以解决如上情况的方式为

std::tr1::shared_ptr<widget> pw(new Widget); //在单独语句内以智能指针存储newed所得对象。
processWidget(pw,priority());//这个调用动作绝不至于造成泄漏。

注：以独立语句将 newed对象存储于（置入）智能指针内。如果不这样做，一旦异常被抛出，有可能导致难以察觉的资源泄漏。

18、让接口容易被正确使用，不易被误用

好的接口很容易被正确使用，不容易被误用。你应该在你的所有接口中努力达成这些性质。
“促进正确使用”的办法包括接口的一致性，以及与内置类型的行为兼容。
“阻止误用”的办法包括建立新类型、限制类型上的操作，束缚对象值，以及消除客户的资源管理责任。
tr1::shared_ptr支持定制型删除器（custom deleter）。这可防范DLL问题，可被用来自动解除互斥锁（mutexes；见条款14）等等。

19、设计class犹如设计type

新type的对象应该如何被创建和销毁？（构造和析构，内存分配和释放等函数的设计）；
对象的初始化和对象的赋值该有什么样的差别？（构造函数和赋值运算符的行为和差异，不要混淆“初始化”和“赋值”）；
新type的对象如果被值传递，意味着什么？（拷贝构造用来定义一个type的值传递该如何实现）；
什么是新type的“合法值”（有效值，约束条件，错误检查等）；
新type需要什么样的转换？（隐式和显式转换的考量）；
什么样的操作符和函数对此新type而言是合理的？（决定class需要声明定义哪些函数）；
什么样的标准函数应该驳回？（考量必须声明为private的函数）；
什么是新type的“未声明接口”？（对效率、安全性以及资源运用提供何种保证）；
新type有多么一般化？（如果并非定义一个type，而是定义一整个type族，则应考虑定义一个新的class template）；
真的需要一个新type吗？（如果只是定义新的derived class以为既有的class添加新功能，考虑是否单纯定义一个或多个non-member函数或template更能达成目标）；

20、宁以pass-by-referenct-to-const替换pass-by-value

值传递方式下，实参派生类，形参为基类，会导致派生类的派生部分被分割，实际只剩下了基类部分；
C++编译器的底层，引用通常以指针来实现，引用传递通常意味着指针传递；

尽量以pass-by-reference-toconst替换pass-byrvalue。前者通常比较高效，并可避免切割问题（slicing problem）。
以上规则并不适用于内置类型，以及STL的迭代器和函数对象。对它们而言，pass-by-value往往比较适当。

21、必须返回对象时，别妄想返回其 reference

绝不要返回 pointer 或reference 指向一个local stack对象，或返回reference指向一个heap-allocated对象，或返回 pointer 或reference 指向一个local static对象而有可能同时需要多个这样的对象。条款4已经为“在单线程环境中合理返回reference指向一个local static对象”提供了一份设计实例（单例）。

22、将成员变量声明为 private

切记将成员变量声明为private。这可赋予客户访问数据的一致性、可细微划分访问控制、允诺约束条件获得保证，并提供class作者以充分的实现弹性。
protected 并不比public更具封装性。

23、宁以non-member、non-friend 替换member函数

宁可拿non-member non-friend函数替换member函数。这样做可以增加封装性、包裹弹性（packaging flexibility）和机能扩充性。

例：

class WebBrowser{
public:
    void clearCache();
    void clearHistory();
    void removeCookies();
};

用户可能想一整个执行所有这些动作，那么WebBrowser提供这样一个函数：

class WebBrowser{
public:
    void clearEverything();//调用clearCache,clearHistory，和removeCookies
};

这一机能也可以由一个non-member函数调用适当的member函数而提供出来：

void clearBrowser(WebBrowser& wb)
{
    wb.clearCache();
    wb.clearHistory();
    wb.removeCookies();
}

在许多方面non-member做法比member做法好。

成员变量应该是private，如果它们不是，就有无限量的函数可以访问它们，它们也就毫无封装性。能够访问private成员变量的函数只有class的member函数加上friend函数而已，如果要你在一个member函数（它不只可以访问class内的private数据，也可以取用private函数、enums、typedefs等等）和一个non-member, non-friend函数（它无法访问上述任何东西）之间做抉择，而且两者提供相同机能，那么，导致较大封装性的是non-member non-friend函数，因为它并不增加“能够访问class内之private成分”的函数数量。

24、若所有参数皆需类型转换，请为此采用non-member函数

如果你需要为某个函数的所有参数（包括被this指针所指的那个隐喻参数）进行类型转换，那么这个函数必须是个non-member。

class Rational{
public：
    const Rational operator*(const Rational& rhs) const;
};

result = oneHalf * 2; //很好
result = 2 * oneHalf; //错误！

class Rational{
    ... //不包括operator*
};
const Rational operator*(const Rational& lhs, const Rational& rhs) // 现在成了一个non-member函数
{
    return Rational(lhs.numerator() * rhs.numerator(), lhs.denominator() * rhs.denominator());
}
Rational oneFourth(1,4);
Rational result;
result = oneFourth * 2; //没问题
result = 2 * oneFourth; //万岁，通过编译了！,这里涉及隐式转换，编译器调用了Rational的构造函数并提供2作为参数构造了Rational对象

25、考虑写出一个不抛异常的swap函数

C++只允许对class templates偏特化，在function templates 身上偏特化是行不通的。

当std::swap对你的类型效率不高时，提供一个swap成员函数，并确定这个函数不抛出异常。
如果你提供一个member swap，也该提供一个non-member swap用来调用前者。对于classes（而非templates），也请特化std::swap。
调用swap时应针对std::swap使用using 声明式，然后调用swap并且不带任何“命名空间资格修饰”。
为“用户定义类型”进行std templates全特化是好的，但千万不要尝试在std内加入某些对std而言全新的东西。

26、尽可能延后变量定义式的出现时间

尽可能延后变量定义式的出现。这样做可增加程序的清晰度并改善程序效率。

27、尽量少做转型动作

转型语法，因为通常有三种不同的形式，可写出相同的转型动作。
C风格的转型动作看起来像这样：

(T)expression		//将expression转型为T

函数风格的转型动作看起来像这样:

T(expression)		//将expression转型为T

两种形式并无差别，纯粹只是小括号的摆放位置不同而已。

C++还提供四种新式转型（常常被称为new-style 或 C++-style casts）：

const_cast<T>(expression)
dynamic_cast<T>(expression)
reinterpret_cast<T>(expression)
static_cast<T>(expression)

const_cast通常被用来将对象的常量性转除（cast away the constness）。它也是唯一有此能力的C++-style转型操作符。
dynamic_cast主要用来执行“安全向下转型”（safe downcasting），也就是用来决定某对象是否归属继承体系中的某个类型。它是唯一无法由旧式语法执行的动作，也是唯一可能耗费重大运行成本的转型动作。
reinterpret_cast意图执行低级转型，实际动作（及结果）可能取决于编译器，这也就表示它不可移植。例如将一个pointer to int转型为一个int。这一类转型在低级代码以外很少见。本书只使用一次，那是在讨论如何针对原始内存（raw memory）写出一个调试用的分配器（debugging allocator）时，见条款50。
static_cast 用来强迫隐式转换（implicit conversions），例如将non-const对象转为const对象（就像条款3所为），或将int转为double等等。它也可以用来执行上述多种转换的反向转换，例如将 void*指针转为typed指针，将pointertobase 转为pointer-toderived。但它无法将 const转为non-const——这个只有constcast才办得到。
如果可以，尽量避免转型，特别是在注重效率的代码中避免 dynamic_casts。
如果有个设计需要转型动作，试着发展无需转型的替代设计。
如果转型是必要的，试着将它隐藏于某个函数背后。客户随后可以调用该函数，而不需将转型放进他们自己的代码内。
宁可使用C++-style（新式）转型，不要使用旧式转型。前者很容易辨识出来，而且也比较有着分门别类的职掌。

28、避免返回handles指向对象内部成分

避免返回 handles（包括references、指针、迭代器）指向对象内部。遵守这个条款可增加封装性，帮助const成员函数的行为像个const，并将发生（dangling handles）的可能性降至最低。

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

这样的设计可通过编译，但却是错误的。实际上它是自我矛盾的。一方面upperLeft和lowerRight被声明为const成员函数，因为它们的目的只是为了提供客户一个得知Rectangle相关坐标点的方法，而不是让客户修改Rectangle（见条款3）。另一方面两个函数却都返回references指向private内部数据，调用者于是可通过这些references更改内部数据！

29、为“异常安全”而努力是值得的

当异常被抛出时，带有异常安全性的函数会：

不泄漏任何资源。
不允许数据败坏（new失败时，指针指向一个被删除的对象）。

异常安全函数（Exception-safe functions）提供以下三个保证之一：

基本承诺：如果异常被抛出，程序内的任何事物仍然保持在有效状态下。没有任何对象或数据结构会因此而败坏，所有对象都处于一种内部前后一致的状态（例如所有的class约束条件都继续获得满足）。
强烈保证：如果异常被抛出，程序状态不改变。调用这样的函数需有这样的认知：如果函数成功，就是完全成功，如果函数失败，程序会回复到“调用函数之前”的状态。
不抛掷（nothrow）保证，承诺绝不抛出异常，因为它们总是能够完成它们原先承诺的功能。作用于内置类型（例如ints，指针等等）身上的所有操作都提供nothrow保证。这是异常安全码中一个必不可少的关键基础材料。

异常安全码（Exception-safe code）必须提供上述三种保证之一。

请记住

异常安全函数（Exception-safe functions）即使发生异常也不会泄漏资源或允许任何数据结构败坏。这样的函数区分为三种可能的保证：基本型、强烈型、不抛异常型。
“强烈保证”往往能够以 copy-and-swap实现出来，但“强烈保证”并非对所有函数都可实现或具备现实意义。
函数提供的“异常安全保证”通常最高只等于其所调用之各个函数的“异常安全保证”中的最弱者。

30、透彻了解 inlining的里里外外

inline函数背后的整体观念是，将“对此函数的每一个调用”都以函数本体替换之。这样做可能增加你的目标码（object code）大小。

Inline 函数通常一定被置于头文件内，因为大多数建置环境（build environments）在编译过程中进行inlining，而为了将一个“函数调用”替换为“被调用函数的本体”，编译器必须知道那个函数长什么样子。某些建置环境可以在连接期完成inlining，少量建置环境如基于NETCLI（Common Language Infrastructure；公共语言基础设施）的托管环境（managed environments）竟可在运行期完成inlining。然而这样的环境毕竟是例外，不是通例。Inlining在大多数C++程序中是编译期行为。

将大多数inlining限制在小型、被频繁调用的函数身上。这可使日后的调试过程和二进制升级（binary upgradability）更容易，也可使潜在的代码膨胀问题最小化，使程序的速度提升机会最大化。
不要只因为function templates出现在头文件，就将它们声明为inline。

31、将文件间的编译依存关系降至最低

支持“编译依存性最小化”的一般构想是：相依于声明式，不要相依于定义式。基于此构想的两个手段是Handle classes和Interface classes。
程序库头文件应该以“完全且仅有声明式”（full and declaration-only forms）的形式存在。这种做法不论是否涉及templates都适用。

32、确定你的public继承塑模出is-a关系

“public继承”意味is-a。适用于base classes身上的每一件事情一定也适用于derived classes 身上，因为每一个derived class 对象也都是一个base class对象。

33、避免遮掩继承而来的名称

derived classes内的名称会遮掩base classes内的名称。在public继承下从来没有人希望如此。
为了让被遮掩的名称再见天日，可使用using 声明式或转交函数（forwarding functions）。

34、区分接口继承和实现继承

接口继承和实现继承不同。在public 继承之下，derived classes总是继承base class的接口。
pure virtual 函数只具体指定接口继承。
简朴的（非纯）impure virtual 函数具体指定接口继承及缺省实现继承。
non-virtual函数具体指定接口继承以及强制性实现继承。

35、考虑 virtual函数以外的其他选择

virtual 函数的替代方案包括NV1手法及Strategy设计模式的多种形式。NVI手法自身是一个特殊形式的Template Method设计模式。
将机能从成员函数移到class外部函数，带来的一个缺点是，非成员函数无法访问class的non-public成员。
tr1::function对象的行为就像一般函数指针。这样的对象可接纳“与给定之目标签名式（target signature）兼容”的所有可调用物（callable entities）。

36、绝不重新定义继承而来的non-virtual函数

class D : public B{
public:
    void mf();  //遮掩（hides）了B::mf；见条款33
    ...
};
pB->mf();   //调用B::mf 
pD->mf();   //调用D::mf

pB被声明为一个pointer-to-B，通过pB调用的non-virtual函数永远是B所定义的版本，即使pB指向一个类型为“B派生之class”的对象。

37、绝不重新定义继承而来的缺省参数值

绝对不要重新定义一个继承而来的缺省参数值，因为缺省参数值都是静态绑定，而virtual 函数——你唯一应该覆写的东西——却是动态绑定。

//一个用以描述几何形状的class 
class Shape {
public:
    enum ShapeColor {Red,Green,Blue};
    //所有形状都必须提供一个函数，用来绘出自己
    virtual void draw(ShapeColor color = Red) const = 0;
    ...
};
class Rectangle : public Shape{
public:
    //注意，赋予不同的缺省参数值。这真糟糕！
    virtual void draw(ShapeColor color = Green) const;
};
class circle : public Shape{
public:
    virtual void draw(ShapeColor color) const;
    //译注：请注意，以上这么写则当客户以对象调用此函数，一定要指定参数值。
    //因为静态绑定下这个函数并不从其base继承缺省参数值。
    //但若以指针（或reference）调用此函数，可以不指定参数值，
    //因为动态绑定下这个函数会从其base继承缺省参数值。
};

38、通过复合塑模出has-a或“根据某物实现出"

复合（composition）的意义和public继承完全不同。
在应用域（application domain），复合意味 has-a（有一个）。在实现域（implementation domain），复合意味 is-implemented-in-terms-of（根据某物实现出）。

39、明智而审慎地使用private继承

Private 继承意味is-implemented-in-terms of（根据某物实现出）。它通常比复合（composition）的级别低。但是当derived class 需要访问protected base class的成员，或需要重新定义继承而来的virtual函数时，这么设计是合理的。
和复合（composition）不同，private继承可以造成empty base最优化。这对致力于“对象尺寸最小化”的程序库开发者而言，可能很重要。

40、明智而审慎地使用多重继承

多重继承比单一继承复杂。它可能导致新的歧义性，以及对virtual继承的需要。
virtual继承会增加大小、速度、初始化（及赋值）复杂度等等成本。如果vitual base classes不带任何数据，将是最具实用价值的情况。
多重继承的确有正当用途。其中一个情节涉及“public继承某个Interface class”和“private继承某个协助实现的class”的两相组合。

41、了解隐式接口和编译期多态

clases和templates都支持接口（interfaces）和多态（polymorphism）。
对classes而言接口是显式的（explicit），以函数签名为中心。多态则是通过virtual函数发生于运行期。
对template参数而言，接口是隐式的（implicit），奠基于有效表达式。多态则是通过template具现化和函数重载解析（function overloading resolution）发生于编译期。

42、了解typename的双重意义

声明template参数时，前缀关键字class和typename可互换。
请使用关键字typename标识嵌套从属类型名称；但不得在base class lists（基类列）或member initialization list（成员初值列）内以它作为base class修饰符。

43、学习处理模板化基类内的名称

可在derived class templates内通过“this->"指涉base class templates内的成员名称，或藉由一个明白写出的“base class资格修饰符”完成。

44、将与参数无关的代码抽离 templates

Templates 生成多个classes和多个函数，所以任何template代码都不该与某个造成膨胀的template参数产生相依关系。
因非类型模板参数（non-type template parameters）而造成的代码膨胀，往往可消除，做法是以函数参数或class成员变量替换template参数。
因类型参数（type parameters）而造成的代码膨胀，往往可降低，做法是让带有完全相同二进制表述（binary representations）的具现类型（instantiation types）
共享实现码。

45、运用成员函数模板接受所有兼容类型

请使用member function templates（成员函数模板）生成“可接受所有兼容类型”的函数。
如果你声明member templates 用于“泛化copy构造”或“泛化assignment操作”，你还是需要声明正常的copy构造函数和copy assignment操作符。

46、需要类型转换时请为模板定义非成员函数

当我们编写一个class template，而它所提供之“与此template相关的”函数支持“所有参数之隐式类型转换”时，请将那些函数定义为“class template内部的friend函数”。

47、请使用traits classes表现类型信息

Traits classes 使得“类型相关信息”在编译期可用。它们以templates和“templates特化”完成实现。
整合重载技术（overloading）后，traits classes有可能在编译期对类型执行if...else测试。

48、认识template元编程

Template metaprogramming（TMP，模板元编程）可将工作由运行期移往编译期，因而得以实现早期错误侦测和更高的执行效率。
TMP可被用来生成“基于政策选择组合”（based on combinations of policy choices）的客户定制代码，也可用来避免生成对某些特殊类型并不适合的代码。

49、了解 new-handler的行为

set_new handler允许客户指定一个函数，在内存分配无法获得满足时被调用。
Nothrow new是一个颇为局限的工具，因为它只适用于内存分配；后继的构造函数调用还是可能抛出异常。

50、了解new和delete的合理替换时机

有许多理由需要写个自定的new和delete，包括改善效能、对heap运用错误进行调试、收集heap使用信息。

51、编写new和delete 时需固守常规

operator new应该内含一个无穷循环，并在其中尝试分配内存，如果它无法满足内存需求，就该调用new-handler。它也应该有能力处理0 bytes申请。Class专属版本则还应该处理“比正确大小更大的（错误）申请”。
operator delete应该在收到null 指针时不做任何事。Class专属版本则还应该处理“比正确大小更大的（错误）申请”。

52、写了placement new 也要写 placement delete

当你写一个placement operator new，请确定也写出了对应的placement operator delete。如果没有这样做，你的程序可能会发生隐微而时断时续的内存泄漏。
当你声明placement new和placement delete，请确定不要无意识（非故意）地遮掩了它们的正常版本。

53、不要轻忽编译器的警告

严肃对待编译器发出的警告信息。努力在你的编译器的最高（最严苛）警告级别下争取“无任何警告”的荣誉。
不要过度倚赖编译器的报警能力，因为不同的编译器对待事情的态度并不相同。一旦移植到另一个编译器上，你原本倚赖的警告信息有可能消失。

54、让自己熟悉包括TR1在内的标准程序库

C++标准程序库的主要机能由STL、iostreams、locales组成。并包含C99标准程序库。
TR1添加了智能指针（例如tr1::shared_ptr）、一般化函数指针（tr1::function）、hash-based 容器、正则表达式（regular expressions）以及另外10个组件的支持。
TR1自身只是一份规范。为获得TR1提供的好处，你需要一份实物。一个好的实物来源是Boost。

55、让自己熟悉Boost

Boost是一个社群，也是一个网站。致力于免费、源码开放、同僚复审的C++程序库开发。Boost在C++标准化过程中扮演深具影响力的角色。
Boost提供许多TR1组件实现品，以及其他许多程序库。

posted @ 2023-12-09 21:06 流翎阅读(176) 评论(0) 编辑收藏举报

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