Effective C++学习笔记之第四章（5）

chapter 4 设计与声明

item24：当所有参数都需要隐式类型转换的时候，使用non-member函数
1）如果一个函数的每一个参数都需要一个类型转换（包括可能的this指针），那么这个函数一定是一个non-member函数。下面一步步来分析，假设有一个实数类，需要进行乘法运算：

//实数类的声明
class Rational {
public:
  // ctor is deliberately not explicit;allows implicit int-to-Rational conversions
  Rational(int numerator = 0,int denominator = 1);
  int numerator() const;             // accessors for numerator and
  int denominator() const;           // denominator — see Item 22
private:
  ...
public:
  //假设实数类里面有一个operator*的函数，先不考虑上一个item讲得关于封装性的考虑
  const Rational operator*(const Rational& rhs) const;
};
//如果这样调用，OK
Rational oneEighth(1, 8);
Rational oneHalf(1, 2);
Rational result = oneHalf * oneEighth; // fine
result = result * oneEighth;           // fine
//但是，如果需要进行混合运算
result = oneHalf * 2;         // fine    代码1
result = 2 * oneHalf;        // error!  代码2
//上述代码的等价形式
result = oneHalf.operator*(2);   // fine
result = 2.operator*(oneHalf);  // error!
//代码1的进一步的等价形式
const Rational temp(2);    // create a temporary Rational object from 2
result = oneHalf * temp;  // same as oneHalf.operator*(temp);

//实数类的声明
class Rational {
public:
  // ctor is deliberately not explicit;allows implicit int-to-Rational conversions
  Rational(int numerator = 0,int denominator = 1);  
  int numerator() const;             // accessors for numerator and
  int denominator() const;           // denominator — see Item 22
private:
  ...
public:
  //假设实数类里面有一个operator*的函数，先不考虑上一个item讲得关于封装性的考虑
  const Rational operator*(const Rational& rhs) const;
};
//如果这样调用，OK
Rational oneEighth(1, 8);
Rational oneHalf(1, 2);
Rational result = oneHalf * oneEighth; // fine
result = result * oneEighth;           // fine
//但是，如果需要进行混合运算
result = oneHalf * 2;         // fine    代码1
result = 2 * oneHalf;        // error!  代码2
//上述代码的等价形式
result = oneHalf.operator*(2);   // fine 
result = 2.operator*(oneHalf);  // error!
//代码1的进一步的等价形式
const Rational temp(2);   // create a temporary Rational object from 2
result = oneHalf * temp;  // same as oneHalf.operator*(temp);

按理来说，乘法运算是可以交换的，没理由说支持某一种顺序，而另一种顺序就是错误的。当然如果Rational的构造函数是explicit的，那么代码1也是错误的，达到一致性了，呵呵。现在分析代码2，由于2是一个整型，所以没有对应的operator*函数，所以编译器会在non-member函数里面去寻找类似于result = operator*(2, oneHalf);但是这个函数不存在，所以最后会出现编译错误。为什么不能上面两个代码，一个可以，而另一个不可以呢。先说代码1，2作为operator*的参数，传进去的时候进行了一个隐式转换，而第二种方法，2是this指针所指的，不是通过参数传的，所以没办法转化。所以这里需要一个non-member函数。

const Rational operator*(const Rational& lhs,const Rational& rhs)
{
  return Rational(lhs.numerator() * rhs.numerator(),lhs.denominator() * rhs.denominator());
}
Rational oneFourth(1, 4);
Rational result;
result = oneFourth * 2;  // fine
result = 2 * oneFourth;  // hooray, it works!

const Rational operator*(const Rational& lhs,const Rational& rhs)
{
  return Rational(lhs.numerator() * rhs.numerator(),lhs.denominator() * rhs.denominator());
}
Rational oneFourth(1, 4);
Rational result;
result = oneFourth * 2;  // fine
result = 2 * oneFourth;  // hooray, it works!

2）那这里需不需要把operator*作为friend函数呢？答案是no，因为operator*完全可以由Rational的公共接口实现。当然这也揭示了一个道理：与member function对应的是non-member function而不是friend function。不是说一个函数不是member function就一定是friend function。现实生活中，可能朋友也会带来麻烦呢，是吧~
3）当涉及到template C++而不是面向对象C++时，可能会有新的情况需要考虑（见item 46）。so,keep moving.

item25:考虑写出一个写出一个不抛出异常的swap函数
1）如果swap的缺省实现码对你的class或者class template提供可接受的效率，那你不需要额外任何事。
2）如果缺省的swap实现版的效率不足（比如你的class或者template中包含了指向实现的指针（pimpl idiom），那么就可以尝试着做一下几件事来提高swap效率。
3）提供一个public swap成员函数，高效的置换类型的两个对象值，比如说涉及到指针的时候，只置换指针的地址即可。这个函数绝不该抛出异常。因为swap缺省版本是以copy构造函数和copy赋值操作符为基础的，而一般情况下两者都允许抛出异常。而你特化的swap一般来说跟默认的swap具有相同的特性。因为你写的swap基本上都是对内置类型进行操作，而内置类型上的操作绝不会抛出异常。
4）在你的class或者template所在的命名空间提供一个non-member的swap，如同item24里面所讲的一样，然后用它来调用上述的swap成员函数。当然如果你的class的定义和这个non-member的swap如果不是另外放在一个命名空间中（也就是和别的class或者typedef什么的混在一起），其功能也可以实现，但是这样一来，不觉得代码很乱？如果是class（非template），同时为class特化std::swap。（PS：说实话，感觉这句话我没理解，可能是因为我对C++的泛型编程不了解，当然希望有人路过的时候留言讨论，如果有新的感悟，我再加上来）

//4）的代码说明
namespace WidgetStuff {
  ...                                     // templatized WidgetImpl, etc.
  template<typename T>                    // as before, including the swap
  class Widget { ... };                   // member function
  ...
  template<typename T>                    // non-member swap function;
  void swap(Widget<T>& a,Widget<T>& b)   // not part of the std namespace
  {
    a.swap(b);
  }
}
//5)的代码说明
template<typename T>
void doSomething(T& obj1, T& obj2)
{
  using std::swap;           // make std::swap available in this function
  ...
  //正确的调用方式，call the best swap for objects of type T
  swap(obj1, obj2);
  //错误的调用方式，这样编译器就会默认的只在std命名空间去查找合适的swap函数
  std::swap(obj1, obj2);
  ...
}

//4）的代码说明
namespace WidgetStuff {
  ...                                     // templatized WidgetImpl, etc.
  template<typename T>                    // as before, including the swap
  class Widget { ... };                   // member function
  ...
  template<typename T>                    // non-member swap function;
  void swap(Widget<T>& a,Widget<T>& b)   // not part of the std namespace                                                    
  {
    a.swap(b);
  }
}
//5)的代码说明
template<typename T>
void doSomething(T& obj1, T& obj2)
{
  using std::swap;           // make std::swap available in this function
  ...
  //正确的调用方式，call the best swap for objects of type T
  swap(obj1, obj2);         
  //错误的调用方式，这样编译器就会默认的只在std命名空间去查找合适的swap函数
  std::swap(obj1, obj2);
  ...
}

5）如果调用swap，记得包含一个using声明，使得std::swap可用，并且不要加任何修饰符，直接调用swap。
6）为"用户定义类型"进行std template全特化是好的，但是不要尝试在std内加入某些对std而言全新的东西。