More Effective C++

#@author:       gr
#@date: 2015-05-21
#@email: forgerui@gmail.com

五、对定制的“类型转换函数”保持警觉

5.1. C++中存在的转型

  1. C++语言默认提供的隐式转型,包括将int转换为short,将double转换为char
  2. 实现自己类型可能存在的转型:单自变量constructors隐式类型转换操作符

单自变量constructors:

指能够以单一自变量成功调用的constructors。可能声明单一参数;也可能声明多个参数,但除第一个参数外都有默认值。

class Name{
public:
Name(const string& s); //可以把string转换为Name
//....
};
class Rational{
public:
Rational(int numerator = 0, int denominator = 1); //可以把int转换为Rational
};

隐式类型转换操作符:

指拥有奇怪名称的member function:关键词operator之后加上一个类型名称。不能指定返回值,因为返回值类型基本上已表现于函数名称上。

class Rational{
public:
operator double() const;
}; //在下面情况下自动调用
Rational r(1,2);
double d = 0.5 * r; //将r转换为double

5.2. 隐式转换存在的问题

  1. 隐式类型转换操作符

     Rational r(1, 2);
    cout << r; //实际上想调用<<,但忘定义<<,将会调用double进行转换,与期望不符

    如上面的这种情况,当类型不符时,会自动转换,不会报错提醒程序员。

    解决方法:不要使用类型转换操作符,另取它名,需要时,手动调用成员函数实现转换。

     class Rational{
    public:
    double asDouble() const;
    }; Rational r(1, 2);
    cout << r.asDouble() << endl;

    C++标准委员会在实现string时,也没有提供默认类型转换,提供了一个c_str()函数转换成const char *

  2. 单变量的constructors

    在C++中提供了explicit关键字,避免隐式调用构造函数转换,必须显示调用。

    如果编译器不能使用explicit,那么必须手动设计,以避免隐式转换。方法是增加一个Proxy做中间层。

     //template <class T>
    class Array{
    public:
    class ArraySize{ //增加新类ArraySize做Proxy
    public:
    ArraySize(int numElements) : theSize(numElements){}
    int size() const {return theSize;}
    private:
    int theSize;
    }; Array(int lowBound, int highBound);
    Array(ArraySize size); //这个声明使用ArraySize类型,而不是int类型
    }; Array<int> a(10); //Array<int>的构造函数需要ArraySize,编译器会先把10转换为ArraySize类型
    if (a == b[i]){} //这里会出现问题,a是Array<int>,b 是int类型,没有直接的类型比较,因此会报错

六、区别increment / decrement操作符的前置和后置形式

6.1. 前置和后置函数的声明

前置和后置函数都没有参数,那么如何判断是前置式还是后置式呢?方法是将后置式加一个int参数,用以区分。

class UPInt{
public:
UPInt& operator++();
const UPInt operator++(int);
UPint& operator+=(int);
}; UPInt i;
++i; //前置式,调用i.operator++()
i++; //后置式,调用i.operator++(0)

6.2. 后置式返回const对象

UPInt i;
i++++; //如果后置式不是返回const,就可以连续调用

调用i++++的结果,并不像预期一样可以累加两次,所以要限制这种行为。方法就是使返回的对象为const,这样第二次调用++时编译器会检查不允许通过。

6.3. 后置式应以前置式为基础

UPInt& UPInt::operator++()
{
*this++;
return *this;
}
const UPInt UPInt::operator(int) //省略参数名,防止编译器报警告

{逗号表达式,又称为“顺序求值运算符”。逗号表达式的一般形式为

表达式1,表达式2,表达式3……表达式n

求解过程是:先求解表达式1,再求解表达式2,...。整个逗号表达式的值是最后一个表达式n的值。

例如这里的“i++,p++”,先求i++的值,然后求p++的值,整个表达式的值是p++的运算结果

另外、逗号运算符是所有运算符中级别最低的

	UPInt temp = *this;
++*this; //调用前置式
return temp;
}

后置式实现应以前置式为基础,这样只要维护前置式版本,后置式版本会自动调整为一致行为。

七、千万不要重载&&||,操作符

7.1. 真值表达式的骤死式

含义:一旦真假值确定,即使表达式中还有部分尚未检验,整个评估工作仍告结束。

“用户定制类型”的&&||操作符,会将expr1 && expr2解析成expr1.operator&&(expr2),会存在如下两个问题:

  1. 当函数调用动作被执行时,所有动作都被评估完毕,没有所谓的骤死式语义。
  2. expr1expr2两个表达式的评估顺序不定,而"骤死式"总是由左向右评估。

所以不要重载&&||

八、了解各种不同意义的newdelete

8.1. operator new vs new operator

new operator:1. 分配对象的内存空间;2. 调用constructor为分配的内存设定初值。

// new operator
Widget *p = new Widget();
//上面的代码会产生如下的动作
// operator new
void *p = operator new(sizeof(Widget)); //分配空间
p->Widget(); //调用构造函数

operator new:只分配空间,不调用构造函数。

operator new声明如下:

void * operator new (size_t size);

可以重载operator new,加上额外的参数,但第一个参数必须总是size_t类型。

// 调用operator new
void *rawMemory = operator new (sizeof(string));
//调用new operator
string *ps = new string("Memory Management");

8.2. Placement new

有时候有一些分配好的原始内存,需要在上面构建对象,有一个特殊版本的operator new,称为placement new

class Widget{
public:
Widget (int widgetSize);
//....
};
Widget * constructWidgetInBuffer(void *buffer, int widgetSize)
{
return new (buffer) Widget(widgetSize);
}

这是new operator的用法之一,其隐式调用operator new, 它的形式如下:

void * operator new (size_t, void *location)
{
return location;
}

这样的operator new 即称为placement new。它不需要做任何事情,只需将原始地址返回,之后operator new会调用构造函数构造对象。

8.3 删除(Deletion)与内存释放(Deallocation)

delete operatoroperator deletenew一样:

delete ps;
// 等价如下代码
ps->~string();
operator delete(ps);

如果只打算处理原始的内存,使用new operatordelete operator就行了,它的行为像malloc

free

void *buffer = operator new(50 * sizeof(char));
operator delete(buffer);

8.4 数组

string * ps = new string[10];

上述使用的new仍然是个new operator,内存不再以operator new分配,而是由operator new[]实现。

new []时需要调用delete[]删除。

delete[] ps;

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