一、让自己习惯C++

第一章介绍 C++ 的一些基本方式。

1. 视 C++ 为一个语言联邦

现在 C++ 已经是个多重泛型编程语言，同时支持过程、面向对象、函数、泛型、元编程形式。将其视为语言联邦，主要有四个次语言：

• C
  区块、语句、预处理、内置数据类型、数组、指针都来自C。此时传值比传引用高效。
• Object-Oriented C++
  类（构造、析构函数）、封装、继承、多态、虚函数。传引用比传值高效。
  -Template C++
  新的编程范型：模板元编程
• STL
  容器、迭代器、算法、函数对象。传值更高效。

总结：

C++ 高效编程守则视状况而变化，取决于使用 C++ 的哪一部分。

2. 尽量以const, enum, inline 替换 #define

宁可以编译器替换预处理器。#define不被视为语言的一部分，所以编译出错时难以查找。如：

#define ASPECT_RATIO 1.653
应换为
const double AspectRatio = 1.653

此时AspectRatio会进入编译器的记号表，而且对于浮点数使用常量可能比 #define 码量更小。常量替换 #define 的两种特殊情况：

1. 定义常量指针
   

   例如定义一个常量的char *-based字符串:
   
   改为 string 更合适：
   
   

2. class专属常量
   

   为了将常量的作用域限制在class中，需将其设为class的一个成员；要确保其只有一份实体，需声明为static成员。
   
   另外需要提供定义式才能取地址：
   
   一般形式为：
   
   但是当这个常量用于指定数组大小，可改用“the enum hack”: 一个属于枚举类型的数值可权充 ints 被使用。
   
   
   enum比较像#define, 取enum 地址不合法，但是取const地址合法。enums 与 #defines一样绝不会导致非必要的内存分配。

另一个#define的误用是用它实现宏。如

首先写起来麻烦，而且可能导致不可思议的问题：

改为：

产生一整群函数，每个函数接受两个同型对象。

总结

• 对于单纯常量，最好以const对象或enums替换#define
• 对于形如函数的宏，最好改用inline函数替换#define

3. 尽可能使用const

关键词const 用于指定一个不该被改动的对象，加上这个约束后编译器会强制保证实施。所以只要某个值确定应该不变，就应该加上以得到编译器的帮助。

当const和指针组合时：

• const出现在星号左边——被指物是常量
• const出现在星号右边——指针自身是常量
• 两边都有——被指物和指针都是常量

以相对指针的位置来判断，所以以下两种写法相同：

当const和STL迭代器组合时：迭代器的作用就像是 T* 指针。const 迭代器 = T* const 指针，表示这个迭代器不得指向不同的东西，但所指对象的值可变。如：

符号看起来有点易混淆。

当const和函数声明组合时：返回一个常量值

可以防止如下暴行：

显然对于内置类型来说式子不成立，良好的用户自定义类型也应该避免无端的与内置类型不兼容，所以返回const常量可阻止这类错误。

const成员函数

const用于成员函数是为了保证该函数可作用于const对象。这类函数重要的理由：

1. 使class接口比较容易被理解
2. 使操作const对象成为可能

两个函数如果只是常量性不同，可以重载。

程序中const对象大多用于传指针或传引用，故以下的调用方式更常见：

调用方式

错误在于企图对由const版的operator[]返回的const char &施行赋值。

const成员函数的两种概念：

1. bitwise constness认为成员函数只有在不更改对象的任何成员变量时才能称为const。所以const成员函数不能更改对象内任何non-static成员变量。
   但一个更改了指针所指物的成员函数虽然不算const，若只有指针属于对象，那么不会引发编译错误。
   

最终改变了常量对象的值。

2. logical constness
   由于存在以上的错误，这里主张一个const成员函数可以修改它所处理的对象内的某些bits。如：
   
   为了可以修改这两个数据，可用mutable释放non-static成员变量的bitwise constness约束。
   

在const和non-const成员函数中避免重复

有时候成员函数需要进行多个步骤，这就造成const和non-const成员函数存在大量重复：

解决办法是常量性转除，即用non-const调用const函数。

有两个转型动作，若non-const函数单纯调用operator[]会递归调用自己。所以第一次是 *this转为const，第二次是从const operator[]的返回值中移除const。使用static-cast做安全转型，用const-cast移除const。

值得注意的是反向调用是错误的。用const调用non-const冒着对象被改的风险。

总结

• 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，但编写程序时应使用概念上的常量性。
• 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. 确定对象使用前已先被初始化

C++ 变量在声名时有时会被初始化有时不会，需手工完成。

至于内置类型外的东西，要确保每一个构造函数都将对象的每一个成员初始化。但不要混淆赋值与初始化：

而C++规定：对象的成员变量的初始化操作发生在进入构造函数本体之前。较好的写法是用成员初值列：

此时省去了default构造的过程，都进行copy构造。也可在列用default构造：

而且如果成员变量是const或reference就一定需要初值，不能被赋值。所以最简单的做法就是：总是使用成员初值列。

C++ 也有固定的成员初始化次序：基类早于子类，类的成员变量总是以其声明次序被初始化。

non-local static对象的初始化次序

所谓static对象，寿命从被构造出来到程序结束为止。也包括global对象，其中函数内的static对象为local的。它们的析构函数会在main函数结束时自动调用。

现在客户建立如下类处理文件目录：

此时就必须保证tfs在tempDir之前被初始化。正确的做法是 将每个non-local static对象搬到自己的专属函数内，即用local static对象替换non-local static对象。这么做的基础是： C++ 保证函数内static对象会在该函数被调用期间首次遇上该对象的定义式时被初始化。如：

现在使用函数返回的指向static对象的reference，而不再使用static对象自身。
所以为了避免初始化之前使用对象需要做：

1. 手工初始化内置型non-member对象
2. 使用成员初值列对付对象的所有成分
3. 在初始化次序不确定时用函数返回的指向static对象的reference。

总结

1. 为内置型对象进行手工初始化，C++不保证初始化。
2. 构造函数最好使用成员初值列，不要再构造函数本体内用赋值操作。初值列列出的变量次序应与声明次序同
3. 为免除“跨编译单元的初始化次序”问题，用local static对象替换non-local static对象。