关于c++:Effective-C-改善程序与设计的55个具体做法读书笔记

jiezi

1 年前

C
Object-Oriented C++
Template C++
STL
C++高效编程守则视状况而变动，取决于你应用 C++ 的哪一部分。

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

将某些货色申明为 const 能够帮忙编译器侦测出谬误用法。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。
编译器强制施行bitwise constness，但你编写程序时应该应用“概念上的常量性”（conceptual constness）。
当 const 和non-const成员函数有着本质等价的实现时，令 con-const 版本调用 const 版本可防止代码反复。

为内置类型对象进行手工初始化，因为 C++ 不保障初始化他们。
构造函数最好应用成员初始值列（member initialization list），而不要在构造函数本体内应用赋值操作（assignment）。初始值列列出的成员变量，其排列秩序应该和它们在 class 中申明的秩序雷同。
为罢黜“跨编译单元之初始化秩序”问题，请以 local static 对象替换 non-local static 对象。

编译器能够暗自为 class 创立 default 构造函数、copy构造函数和 copy assignment 操作符，以及析构函数。（C++11开始还有move constructor 和move assignment）。

为驳回编译器主动（暗自）提供的机能，可将相应的成员函数申明为 private 并且不予实现。应用像 uncopyable 这样的 base calss 也是一种做法。（C++11当前能够应用 =delete 通知编译器删除不须要的成员函数。）

多态性质的 base calsses 应该申明一个 virtual 析构函数。如果 class 带有任何 virtual 函数，它就应该领有一个 virtual 析构函数。
Classes的设计目标如果不是作为 base classes 应用，或不是为了具备多态（polymorphically），就不应该申明 virtual 析构函数。

析构函数相对不要吐出异样。如果一个被析构哈你数调用的函数可能抛出异样，析构函数应该捕获人分和异样，并吞下它们或完结程序。
如果客户须要对某个操作函数运行期间抛出的异样做出反馈，那么 class 应该提供一个一般函数（而非析构函数中）执行该操作。

在结构和析构期间不要调用 virtual 函数，因为这类调用从不降落至derived class。

为了实现“连锁赋值”，应该令 operator= 返回一个reference to *this。

确保当对象自我赋值时 operator= 有良好的行为。其中技术包含比拟“起源对象”和“指标对象”的地址、精心周到的语句程序、以及copy-and-swap。
确定任何函数如果操作一个以上的对象，而其中多个对象时同一个对象时，其行为依然正确。

Copying函数应该确保赋值“对象内的所有成员变量”及“所有 base class”成分。
不要尝试以某个 copying 函数实现另一个 copying 函数。应该将独特机能放在第三个函数中，并有两个 copying 函数独特调用。

为了避免资源泄露，请应用 RAII 对象，它们在构造函数中取得资源并在析构函数中开释资源。
两个常被应用的 RAII Class 别离时 tr1::shared_ptr 和auto_ptr。前者通常是较好的抉择，因为其 copy 行为比拟直观。若抉择 auto_ptr，赋值动作会使它（被复制物）指向 null。（C++11 中应用 std::shared_ptr、std::unique_ptr 和std::weak_ptr代替了两者。）

复制 RAII 对象必须一并复制它所治理的资源，所以资源的 copying 行为决定 RAII 对象的 copying 行为。
一般常见的 RAII class copying 行为是：克制copying、履行援用计数法（reference counting）。不过其行为也都能够被实现。

APIs往往要求拜访原始资源（raw resources），所以每一个 RAII Class 应该提供一个“获得其所治理之资源”的方法。
对原始资源的拜访可能经由显式转换或隐式转换。一般而言显式转换比拟平安，隐式转换对客户比拟不便。

如果在 new 表达式中应用 []，必须在相应的delete 表达式中也应用 []。如如果在new 表达式中不应用 []，肯定不要在相应的delete 表达式中也应用[]。

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，一旦异样被抛出，有可能导致难以觉察的资源泄露。

好的接口很容易被正确应用，不容易被误用。应该在所有的接口中致力达成这些性质。
“促成正确应用”的方法包含接口的一致性，以及与内置类型的行为兼容。
“阻止误用”的方法包含建设新类型、限度类型上的操作，解放对象值，以及打消客户的资源管理责任。

Class的设计就是 type 的设计。应该带着和“语言设计者当初设计语言内置类型”时一样的审慎来研究 class 的设计。

尽量以 pass-by-reference-to-const 替换pass-by-value。前者通常比拟高效，并可防止切割问题。（slicing problem）
以上规定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往往比拟适当。

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 对象而有可能共事须要多个这样的对象。

切记将成员变量申明为 private。这可赋予客户拜访数据的一致性、可轻微划分访问控制、允诺约束条件取得保障，并提供class 作者以充沛的实现弹性。
protected并不比 public 更具封装性。

宁肯拿 non-member non-friend 函数替换 member 函数。这样做能够减少封装性、包裹弹性（packing flexibility）和机能扩充性。

如果须要为某个函数的所有参数（包含被 this 指针所指向的那个隐喻参数）进行类型转换，那么这个函数必须是个non-member。

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样。
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class（而非template），也请特化std;;swap。
调用 swap 时应针对 std::swap 应用 using 申明式，而后调用 swap 并且不带任何“命名空间资格润饰”。
为“用户定义类型”进行 std templates 全特化时好的，但千万不要尝试在 std 内退出某些对 std 而言全新的货色。

尽可能延后变量定义式的呈现。这样做可减少程序的清晰度并改善程序效率。

如果能够，尽量避免转型，特地时在重视效率的代码中防止dynamic_casts。如果有个设计须要转型动作，试着倒退无需转型的代替设计。
如果转型时必须的，试着将它暗藏于某个函数背地。客户随后能够调用该函数，而不需将转型放进本人的代码内。
宁肯应用C++-style（旧式）转型，而不是用新式转型。前者很容易辨识进去，而且也比拟有着分门别类的执掌。

防止返回 handles（包含references、指针、迭代器）指向外部对象。恪守这个条款可减少封装性，帮忙const 成员函数的行为像个 const，并将产生dangling handlers 的可能性降至最低。

异样平安函数（Exception-salf functions）即便产生异样也不会泄露资源或容许任何数据结构毁坏。这样的函数辨别为三种可能的保障：基本型、强烈型、不抛异样型。
“强烈保障”往往可能以 copy-and-swap 实现进去，但“强烈保障”并非对所有函数都能够实现或具备实现意义。
函数提供的“异样平安保障”通常最高只等于其所调用之各个函数的“异样平安保障”中的最弱者。

将大多数 inlining 限度在小型、被频繁调用的函数身上。这可使日后的调试过程和二进制降级（binary upgradability）更容易，也可使潜在的代码收缩问题最小化，使程序的速度晋升机会最大化。
不要只因为 function templates 呈现在头文件，就将它们申明为inline。

反对“编译依赖最小化”的个别构想是：依赖于申明式，不要依赖于定义式。基于此构想的两个伎俩时 Handle classes 和Interface classes。
程序库头文件应该以“齐全且仅有申明式”（full and declaration-only forms）的模式存在。这种做法不管是否设计 templates 都实用。

“public继承”象征 Is-a。实用于base class 身上的每一件事件肯定也实用于 derived classes 身上，因为每一个“derived class”对象也是一个 base class 对象。

derived class内的名称会遮掩 base class 内的名称。在 public 继承下素来没有人心愿如此。
为了让被遮掩的名称再见天日，可应用 using 申明式或转交函数（forwarding functions）。

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。
纯虚（pure virtual）函数只具体指定接口继承。
非纯虚（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预计强制性实现继承。

virtual函数的代替计划包含 NVI 手法及 Strategy 设计模式的多种形式。NVI手法本身时一个非凡模式的 Template Method 设计模式。
将机能从成员函数移到 class 内部函数，带来的一个毛病时，非成员函数无法访问 class 的non-public成员。
tr1::function（C++11曾经移到std::function）对象的行为就像个别函数指针。这样的对象可接收“与给定之指标签名式（target signature）兼容”的所有可调用物（callable entities）。

相对不要从新定义继承而来的 non-virtual 函数。

相对不要从新定义一个继承而来的缺省参数值，因为缺省参数值是动态绑定，而 virtual 函数——你惟一应该覆写的定西——确是动静绑定。

复合（composition）的意义和 public 继承齐全不同。
在利用域（application domain），复合意味着has-a（有一个），在实现域（implementation domain），复合意味着is-implemented-in-terms-of（依据某物实现出）。

Private继承意味着 is-implemented-in-terms-of（依据某物实现出）。它通常比复合（composition）的级别低。然而当derived class 须要拜访protected base class 的成员，或须要从新定义继承而来的 virtual 函数时，这么设计时正当的。
和复合（composition）不同，private继承能够造成 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。

多重继承比繁多继承简单。它可能导致新的歧义性，以及对 virtual 继承的须要。
virtual继承会减少大小、速度、初始化（及赋值）复杂度等老本。如果 virtual base classes 不带任何数据，将时最具备实用价值的状况。
多重继承确实有正当用处。其中一个情节波及“public继承某个 interface class”和“private 继承某个帮助实现的class”的两相组合。

classes和 templates 都反对接口（interface）接多态（polymorphism）。
对 classes 而言接口时显式的（explicit），以函数签名为核心，多态则是通过 virtual 函数产生于运行期。
对于 templates 参数而言，接口是隐式的（implicit），奠基于无效表达式。多态则时通过 template 具现化和函数重载解析（function overloading resolution）产生于编译期。

申明 template 参数时，前缀关键字 class 和typename可调换。
请应用关键字 typename 标识嵌套隶属类型名称；但不得在base class lists（基类列）或member initialization list（成员初始值列）内以它最为base class 修饰符。

可在 derived class templates 内通过 this-> 指涉 base class templates 内的成员名称，或由一个明确写出的“base class资格修饰符”实现。

Templates生成多个 classes 和多个函数，所有任何 template 代码都不该与某个造成收缩的 template 参数产生相依关系。
因非类型模板参数（non-type template parameters）而造成的代码收缩往往能够打消，做法是以函数参数或 class 成员变量替换 template 参数。

请应用member functions templates（成员函数模板）生成“可承受所有兼容类型”的函数。
如果你申明 member templates 用于“泛化 copy 结构”或“泛化 assignment 操作”，你还是须要申明失常的 copy 构造函数和 copy assignment 操作符。

当编写一个 class template，而它所提供的“与此template 相干的”函数反对“所有参数之隐式类型转换”时，请将那些函数定义为“class template外部的 friend 函数”。

Traits classes使得“类型相干信息”在编译期可用。它们以 template 和 ”template特化 ” 实现实现。
整合重载技术（overloading）后，traits calsses有可能在编译器对类型执行 if...else 测试。

Template metaprogramming（TPM，模板元编程）可将工作由运行期移到编译期，因此得以实现晚期谬误侦测和更高的执行效率。
TMP可被用来生成“基于政策抉择组合”（based on combinations of policy choices）的客户定制代码，也可用来防止生成对某些非凡类型并不适宜的代码。

set_new_handler容许客户指定一个函数，在内存调配无奈取得满足时被调用。
Nothrow new是一个颇为局限的工具，因为它只实用于内存调配，后继的结构函数调用还是可能抛出异样。

有许多理由须要写个自定义的 new 和delete，包含改善效力、对 heap 使用谬误进行调试、收集 heap 应用信息。

operator new应该内含一个无穷循环，并在其中尝试分配内存，如果它无奈满足内存需要，就该调用 new-handler。它也应该有能力解决0 byte 申请。class专属版本则还应该解决“比正确大小更大的（谬误）申请”。
operator delete应该在收到 null 指针时不做任何事。class专属版本则还应该解决“比正确大小更大的（谬误）申请”。

当你写一个placement operator new，请确定也写出对应的placement operator delete。如果没有这样做，你的程序可能会产生隐微而连续不断的内存泄露。
当你申明 placement new 和 placement delete 时，确定不要有意识（非故意）的覆盖了它们的失常版本。

请庄重看待编译器收回的正告信息。致力在你的编译器的最高（最严苛）正告级别下争取“无任何正告”的荣誉。
不要适度依赖编译器的报警能力，因为不同的编译器看待事件的态度并不相同。一旦移植到另一个编译器上，你本来依赖的正告信息有可能隐没。

C++规范库的次要机能由 STL、iostreams、locales 组成。并蕴含 C99 规范程序库。
TR1增加了智能指针（例如 tr1::shared_ptr）、一般化函数指针（tr1::function）、hash-based 容器（unorderd_map,unordered_set）、正则表达式 (regular expressions) 以及另外 10 个组件的反对。
TR1本身只是一份标准。为了取得 TR1 提供的益处，你须要一份实物。一个好的实物起源时Boost。

Boost是一个社群，也是一个网站。致力于收费、源码凋谢、同僚复审的 C++ 程序库开发。Boost在 C++ 标准化过程中表演深具影响力的角色。
Boost提供许多 TR1 组件的实现品，以及其余许多程序库

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