【Effection C++】读书笔记 条款01～条款04

【Effection C++】读书笔记 Part1 让自己习惯C++

条款01：视C++为一个语言联邦

将C++视为一个由相关语言组成的联邦。在其某个次语言中，各种守则简单易懂，容易记住。但当从一个次语言迁往另一个次语言，守则可能改变。
C++的次语言总共有四个:

1. C: C++以C为基础。区块(blocks)，语句(statements)，预处理器(proprocessor)，内置数据类型(built-in data types)，数组(arrays)，指针(pointers)等统统来自C，许多C++对问题的解法其实不过是较高级的C解法。

2. Obiect-Oriented C++: 这部分是”C with Classes”所诉求的：classes(包括构造函数和析构函数)，封装(encapsulation)，继承(inheritance)，多态(polymorphism)，虚函数(动态绑定)…等等。这一部分是面向对象在C++上的直接实施。

3. Template C++： 这是C++的泛型编程(generic programming)部分，由于templates威力强大，它们带来崭新的变成范型(programming paradigm)，也就是所谓的template meta-programmingTMP，模板元编程)。

4. STL(标准模板库)：它包括容器(containers),迭代器(iterators)，算法(algorithms)以及函数对象(function objects)。

条款02：尽量以const，enum，inline替换 #define

从源代码到获取到可执行程序大致流程如下所示：

源代码经过预处理器进行预处理，然后经过编译器近进行编译得到目标代码，最后经过链接器进行链接就得到了可执行文件。

1. Step1：源代码(source code)
2. Step2：预处理器(preprocessor)
3. Step3：编译器(compiler)
4. Step4：目标代码(object code)
5. Step5：链接器(Linker)
6. Step6：可执行文件(executables

先亮观点：

1. 对于单纯常量，最好以const对象或者enums替换#defines。
2. 对于形似函数的宏，最好以inline函数替换#define。

对于单纯常量的定义

众所周知，#define就是在预处理阶段来处理的。
预处理阶段所做的任务就是删除注释，包含include文件，以及进行宏定义的替换。

#define N 100

所以对于采用#define定义的常量而言，编译器处理的时候已经没有了相应的宏定义的名称，只是知道具体的值。对于上面的程序，编译器只会意识到100的存在，但是对于符号N的存在是完全意识不到的。

这就导致有着如下结果：

1. 盲目的将宏名称替换为对应的值，就可能导致目标代码(object code)中出现多份100的备份，若改为常量就不会出现这样的情况。
2. 使用宏定义定义常量时，如果获得了一个编译错误信息，可能会造成困惑。因为编译器最多只会定位到100这里，而不会提到N。因为编译器并不知道N的存在。

const int i = 10;

对于使用const常量代替宏定义时，有着如下好处：

1. 对应于上1，const常量的目标代码更小
2. 编译器对于const常量有者符号和对应的值的记录。
3. const有着类型，编译器可以进行相应的类型检查。
4. const可以执行常量折叠(常量折叠是在编译时间简单化常量表达式的一个过程，简单而言就是将常量表达式计算求值，并用求得的值来替换表达式，放入常量表)。
5. 可以定义一个class专属常量。将此常量的作用域限制域class内。可以定义一个const 成员变量，并且让其称为一个static变量，保证所有类中共享这一个成员。并且如果此类型是int，可以在内部给予初始值进行声明，在不需要对其取地址的时候就可以无需定义。当然，如果需要取地址的时候就要必须定义了。

class 
{
private:
    static const int Num = 5;   //static 整数型class常量的声明式，无需外部定义就可以使用，但如果需要对其取地址的时候就要定义
    int scores[Num];
}

如果编译器不支持“static整数型class常量”完成“in class初值设定”，可以改用enum的反法。

class 
{
private:
    enum {Num = 5};//Num成为5的一个记号名称，要注意对Num取地址是非法的。

    int scores[Num];
}

使用inline来代替带有参数的宏定义

带有参数的宏定义有着其效率上的高效性，但是也有着其局限性。

如下：

#define CALL_WITH_MAX(a,b) f((a)>(b)?(a):(b))

int a = 5; int b = 0;
CALL_WITH_MAX(++a,b);     //a被累加一次
CALL_WITH_MAX(++a,b+10);  //a被累加两次

根据a比较的对象不同，a有着不同的累加次数，显然这是一个极大的缺陷。

但是对于inline函数则不会有这种问题，它本身就是一个函数，在适当的时候，编译器会将其展开而不是选择函数调用，来提升效率。

如下：

template<typename T>
void callWithMax(const T &a,const T&b)
{
    f(a>b?a:b);
}

条款03：尽可能使用const

const可用之处是在太多。

const可以修饰指针和迭代器，可以修饰指针，迭代器或者引用所指的对象上。const可以作用于函数的返回参数和函数参数上，可以作用于类的成员函数上。

1. 将某些东西声明为const，可以帮助编译器检测出错误用法。const可以作用在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。
2. 编译器强制执行，bitwise constness，但是在使用中可以通过mutable关键字来实现 logical constness。
3. 当const 和non-const成员函数有着实质等价的表现时候，可以令non-const版本调用const版本来避免代码重复。

条款04 ：确定对象被使用前已经先被初始化

1. 对于内置类型对象要进行手工初始化，因为C++并不保证初始化它们。
2. 构造函数应该最好使用成员初值化列表(member initialization list)，而不要在构造函数函数体内进行赋值操作。初始化列表中列出的成员变量，其排列次序应该和它们在class中的声明次序相同。
3. C++对于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。
   
   1. 所谓non-local static对象就是指的是不是在函数作用域内的static对象，包括global static对象，定义于namespace作用域的static变量，在class内，以及在file作用域内的static对象。
   2. 对于编译单元，一般就是指产出单一目标文件的那些源码。
   3. 由于这些对象初始化次序的未定义，如果这些对象之间初始化的值又是相互依赖的，那么就会导致无法预料的结果。
4. 将非non-local static的变量，封装成local static对象，即包装在函数内。可以按照要求来实现初始化顺序。主要原因在于C++保证，函数内部的local static对象会在该函数调用期间，首次遇上该对象之定义式时初始化。。并且如果从未调用过相应函数，那么就绝对不会引发相应的构造和析构成本。