《Effective C++》学习笔记

视C++为一个语言联邦

可以将C++视为一个由许多次语言组成的联邦：

• C
• Object-Oriented C++
• Template C++
• STL

每个次语言都有自己的规约。

尽量以const、enum、inline替换#define

可以理解为“宁可以编译器替换预处理器”。

例如对于#define ASPECT_RATIO 1.653，当你运用此常量但获得一个编译错误时，可能会带来困惑，因为这个错误信息也许会提到1.653而不是ASPECT_RATIO。如果ASPECT_RATIO定义在一个非你所写的头文件内，你肯定对1.653以及它来自何处毫无概念，于是你将因为追踪它而浪费时间。解决方法是改为：

const double AspectRatio = 1.653; //大写名称通常用于宏，因此此处改变名称写法

作为一个语言常量，AspectRatio肯定会被编译器看到，当然就会进入记号表内。

注：string对象通常比其前辈char *-based合宜。

const char* const authorName = "Scott Meyers";
const std::string authorName("Scott Meyers"); //更好

如果你不想别人获得一个pointerhu哦这reference指向你的某个整数常量，enum可以帮助你实现这个约束。

对于单纯常量，最好以const对象或enums替换#define。
对于形似函数的宏，最好改用inline函数替换#define。

尽可能使用const

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。

确定对象被使用前已被初始化

函数内的static对象称为local static对象（因为它们对函数而言是local)，其他static对象称为non-local static对象。

编译单元是指产出单一目标文件的那些源码。基本上它是单一源码文件加上其所罕入的头文件。

如果某编译单元内的某个non-local static对象的初始化动作使用了另一编译单元内的某个non-local static对象，它所用到的这个对象可能尚未被初始化，因为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。

针对这个问题，需要做的是：将每个non-local static对象搬到自己的专属函数内（该对象在此函数内被声明为static)。这些函数返回一个reference指向它所含的对象。然后用户调用这些函数，而不直接指涉这些对象。换句话说，non-local static对象被local static对象替换了。其实这也是单例模式的一个常见使用手法。这个手法的基础在于C++保证，函数内的local static对象会在该函数被调用期间首次遇上该对象之定义式时被初始化。但是要注意不管是local static还是non-local static对象，在多线程环境下“等待某事发生”都会有麻烦。处理这个麻烦的一个办法是：在程序的单线程启动阶段手工调用所有reference-returning函数，这可以消除与初始化有关的“竞速形势”。

• 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来初始化。初值列列出的成员变量，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。

别让异常逃离析构函数

• 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class应该提供一个普通函数（而非在析构函数）执行该操作。

绝不在构造和析构函数中调用virtual函数

在derived class对象的base class构造期间，对象的类型是base class而不是derived class。不只virtual函数会被编译器解析至base class。若使用运行期类型信息，也会把对象视为base class类型。

令operator= 返回一个reference to *this

class Widget{
public:
   ...
   Widget& operator+=(const Widget& rhs) //这个协议适用于+=，-=，*=等等
   {
   	...
   	return *this;
   }

   Widget& operator=(int rhs) //此函数也适用，即使此一操作符的参数类型不符协定
   {
   	...
   	return *this;
   }
}

在operator=中处理“自我赋值”

• 确保当对象自我赋值时operator=有良好的行为。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。

复制对象时不要遗漏每一个成分

当编写一个copying函数时，请确保（1）复制所有local成员变量 （2）调用所有base classes内的适当的copying函数。

Copying函数应该确保复制“对象内的所有成员变量”及“所有base"成分。

不要尝试以某个copying函数实现另一个copying函数。应该将共同机能放进第三个函数中，并由两个copying函数共同调用。

以对象管理资源

获得资源后立刻放进管理对象内，管理对象运用析构函数确保资源被释放。

可使用智能指针来协助资源管理。

在资源管理类中小心coping行为

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，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。
• 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。

以独立语句将newed对象置入智能指针

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露。

宁以non-member、non-friend替换member函数

在member函数（它不止可以访问class内的private数据，也可以取用private函数、enum、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，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，因为它不增加”能够访问class内之private成员“的函数数量。

可以将这个相关的non-member non-friend函数与对应的类位于同一个namespace（命名空间中），因为namespace和class不同，namespace可以跨越多个源码文件而class不能。并将与不同方面相关的函数分别放置于不同头文件中，可以减少编译依赖关系。

C++标准库就是这样组织的，每个头文件声明std的某些机能。如果客户只想使用vector相关机能，它不需要#include 。这允许客户只对他们所用的那一小部分系统形成编译相依。

将所有便利函数放在多个头文件内但隶属同一个命名空间，意味客户可以轻松扩展这一组遍历函数。他们需要做的就是添加更多的non-member non-friend函数到此命名空间内。

考虑写出一个不抛异常的swap函数

如果swap缺省实现版对你来说效率不足，试着做以下事情：

• 在类内提供一个public swap成员函数，让它高效地置换你的类型的两个对象值。这个函数决不该抛出异常。
• 在你的class或template所在的命名空间内提供一个non-member swap，并令它调用上述swap成员函数。
• 如果你正编写一个class(而非class template)，为你的class特化std::swap。并令它调用swap成员函数。

类成员函数版本的swap绝不可抛出异常的原因是：swap的一个最好的应用就是帮助classes(和class template)提供强烈的异常安全性保障（条款29对此主题提供了所有细节），这基于一个假设–成员函数版的swap绝不抛出任何异常。高效率的swaps几乎总是基于对内置类型的操作（例如pimpl手法的底层指针），而内置类型上的操作绝不会抛出异常。

template<typename T>
void doSomething(T& obj1, T& obj2)
{
	using std::swap; //令std::swap在此函数内可用
	...
	swap(obj1, obj2); //为T型对象调用最佳swap版本
	...
}

一旦编译器看到对swap的调用，便查找适当的swap并调用之。C++的名称查找法则确保找到global作用域或T所在之命名空间内的任何T专属的swap。如果没有找到T专属的swap，编译器就使用std内的swap，这得益于using声明式让std::swap在函数内曝光。

透彻了解Inlining的里里外外

程序库设计者必须评估“将函数声明为Inline”的冲击：inline函数无法随着程序库的升级而升级。换句话说如果f是程序库内的一个Inline函数，客户将"f函数本体“编进其程序中，一旦程序库设计者决定改变f，所有用到f的客户端程序都必须重新编译。这往往是大家不愿意见到的。然而如果f是non-inline函数，一旦它有任何修改，客户端只需要重新链接就好，远比重新编译的负担少很多。如果程序库采取动态链接，升级版函数甚至可以不知不觉地被应用程序吸纳。

并且大部分调试器面对inline函数都束手无策，因为无法在一个并不存在的函数内设置断点。这样一个合乎逻辑的策略就是一开始先不要将任何函数声明为inline，或者至少将inline的实施范围限制在那些”一定要成为inline“的函数身上。

将文件间的编译依存关系降至最低

如果使用object references 或者 oject pointers可以完成任务，就不要使用objects。

如果能够，尽量以class声明式替换class定义式。

绝不重新定义继承而来的non-virtual函数

绝不重新定义继承而来的缺省参数值

virtual函数系动态绑定，而缺省参数值却是静态绑定。意思是你可能会在“调用一个定义于derived class内的virtual函数”的同时，却使用base class为它所指定的缺省参数值。C++这样做是为了运行期效率，如果缺省参数值也是动态绑定的话，编译器就必须有某种办法在运行期为virtual函数决定适当的参数缺省值。

可以采用NVI(non-virtual interface)手法：令base class内的一个public non-virtual函数调用Private virtual函数，后者可以被derived class重新定义，这样我们需要给public non-virtual函数设置默认参数即可。

通过复合塑模出has-a或“根据某物实现出”

明智而谨慎的使用private继承

编译器不会自动将一个derived class对象转换为一个base class对象。

private继承纯粹是一种实现技术。private继承意味着implemented-in-terms-of（根据某物实现出）。这与复合（composition）的意义相同，那么如何取舍：尽可能使用复合，必要时才使用Private继承。何时才是必要？主要是当protected成员和/或virtual函数牵扯进来的时候，即当一个意欲成为derived class者想访问一个意欲成为base class者的Protected成分，或为了重新定义一个或多个virtual函数。

了解typename的双重意义

C++有个规则：如果解析器在template中遭遇一个嵌套从属名称(例如T::const_iterator)。它便假设这个名称不是个类型，除非你使用typename告诉它是。

template<typename IterT>
void workWithIterator(IterT iter)
{
	typedef typename std::iterator_traits<IterT>::value_type value_type;
	value_type temp(*iter);
}

需要类型转换时请为模板定义非成员函数

template实参推导过程中从不将隐式类型转换函数纳入考虑。

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”。

使用traits classes表现类型信息

traits使得你在编译期间取得某些类型信息。

Traits并不是C++关键字或者一个预先定义好的构件：它们是一种技术，也是一个C++程序员共同遵守的协议。它对于内置类型和用户自定义类型的表现必须一样好。标准技术是将它放进一个template及其一或多个特化版本中。这样的template在标准库中有若干个，其中针对迭代器者被命名为iterator_traits。

template<typename IterT>
struct iterator_traits
{
	typedef typename IterT::iterator_category iterator_category;
}

template<typename IterT>
struct iterator_traits<IterT *> //针对指针类型进行template偏特化
{
	typedef random_access_iterator_tag iterator_category;
}

iterator_traits的运作方式是针对每一个类型IterT，在struct iterator_traits内一定声明某个typedef名为iterator_category。这个typedef用来确认IterT的迭代器分类。

如何使用一个traits class：

• 建立一组重载函数或函数模板，彼此间的差异只在于各自的traits参数。令每个函数实现码与其接收之traits信息相应和。
• 建立一个控制函数或函数模板，它调用上述那些重载函数并传递trais class所提供的信息。

Traits classes使得“类型相关信息”在编译器可用，它们以templates和templates 特化完成实现。

整合重载技术后，trait classes有可能在编译器对类型执行if...else测试。

了解new-handler

当operator new抛出异常以反映一个未获满足的内存需求之前，它会先调用一个客户指定的错误处理函数，一个所谓的new-handler。为了指明这个“用于处理内存不足”的函数，客户必须调用set_new_handler，那是声明于的标准库函数。

namespace std
{
	typedef void(*new_handler)();
	new_handler set_new_handler(new_handler p) throw();
}