Effective C++学习记录

Effective C++算是看完了，但是并没有完全理解，也做不到记住所有，在此记录下55个条款及条款末的“请记住”。

让自己习惯C++

条款01：视C++为一个语言联邦

①　C

②　Object-Oriented C++

③　Template C++

④　STL

条款02：尽量以const，enum，inline替换#define

①　对于单纯常量，最好以const对象或enums替换#define

②　对于形似函数的宏，最好改用inline函数替换#define

条款03：尽可能使用const

①　将某些东西声明为const可帮助编译器侦测出错误用法，const可被施加于任何作用域内的对象 ，函数参数，函数返回值类型，成员函数本体

②　编译器强制实施bitwise constness，但你编写程序时应该使用“概念上的常量性”

③　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版本课避免代码重复

条款04：确定对象被使用前已被初始化

①　为内置型对象进行手工初始化，因为C++不保证初始化它们

②　构造函数函数最好使用成员初值列，而不要在构造函数本体内使用赋值操作。初值列列出的成员变量，其排列次序应该和他们在class中的声明次序相同

③　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（使用一个函数返回该对象）

构造/析构/赋值运算

条款05：了解C++默默编写并调用哪些函数

①　编译器可以暗自为class创建默认构造函数，复制构造函数，赋值操作符，以及析构函数

条款06：若不想使用编译器自动生成的函数，就该明确拒绝

①　为驳回编译器自动（暗自）提供的机能，可将相应的成员函数声明为private并且不予以实现。使用uncopyable这样的base class也是一种做法

条款07：为多态基类声明virtual析构函数

①　带有多态性质的基类应该声明一个虚析构函数。如果类带有任何虚函数，它就应该拥有一个虚析构函数

②　类的设计目的如果不是作为基类使用，或不是为了具备多态性，就不该声明虚析构函数

条款08：别让异常逃离析构函数

①　析构函数绝对不要吐出异常。如果一个呗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，然后吞下他们（不传播）或结束程序

②　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（而非在析构函数中）执行该操作

条款09：绝不在构造和析构过程中调用virtual函数

①　在构造和析构期间不要调用virtual函数，因为这类调用从不下降至derived class（比起当前执行构造函数和析构函数的那层）

条款10：令operator=返回一个reference to *this

①　令赋值（assignment）操作符返回一个reference to *this

条款11：在operator=中处理“自我赋值”

①　确保对象自我赋值时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。

②　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，其行为仍然正确

条款12：复制对象时勿忘其每一个成分

①　copying函数应该确保复制“对象内的所有成员变量”及“所有base class成分”

②　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

资源管理

条款13：以对象管理资源

①　为防止资源泄露，请使用RAII对象，他们在构造函数中获得资源并在析构函数中释放资源

②　两个常被使用的RAII class分别是shared::ptr和auto_ptr。前者通常是较佳选择，因为其copy行为比较直观。若选择auto_ptr，复制动作会使他（被指物）指向null

条款14：在资源管理类中小心copying行为

①　复制RAII对象必须一并复制它所管理的资源，所以资源的copying行为决定RAII对象的copying行为

②　普遍而常见的RAII class copying行为是：抑制copying、施行引用计数法（reference counting），不过其他行为也可能被实现。

条款15：在资源管理类中提供对原始资源的访问

①　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

②　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

条款16：成对使用new和delete时要采取相同的形式

①　如果你在new表达式中使用[]，必须在相应的delete表达式中也是用[]。如果你在new表达式中不使用[]，一定不要在相应的delete表达式中使用[]

条款17：以独立语句将newd对象置入智能指针

①　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内存泄露

设计与声明

条款18：让接口容易被正确使用，不易被误用

①　好的接口很容易被正确使用，不容易被误用。你应该在你的所有接口中努力达成这些性质。

②　“促进正确使用”的办法包括接口的一致性，以及与内置类型的行为兼容

③　“阻止误用”的办法包括建立新类型、限制类型上的操作，束缚对象值，以及消除客户的资源管理责任

④　Shared::ptr支持定制型删除器。这可防范DLL问题，可被用来自动解除互斥锁等等

条款19：设计class犹如设计type

①　Class的设计就是type的设计。在定义一个新的type之前，请确定你已经考虑过本条款覆盖的所有讨论主题

条款20：宁以pass-by-reference-to-const替换pass-by-value

①　尽量以pass-by-reference-to-const替换pass-by-value。前者通常比较高效，并可避免切割问题

②　以上规则并不适用于内置类型，以及STL的迭代器和函数对象。对他们而言，pass-by-value往往比较适当

条款21：必须返回对象时，别妄想返回其reference

①　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对象而有可能同时同时需要多个这样的对象。条款4已经为“在单线程环境中合理返回reference指向一个local static对象”提供了一份设计实例。

条款22：将成员变量声明为private

①　切记将成员变量声明为private。这可赋予客户访问数据的一致性、可细微划分访问控制、允诺约束条件获得保证，并提供class作者以充分的实现弹性

②　Protected并不比public更具封装性

条款23：宁以non-member、non-friend替换member函数

①　宁可拿non-member non-friend函数替换member函数。这样做可以增加封装性、包裹弹性和机能扩充性

条款24：若所有参数皆需类型转换，请为此采用non-member函数

①　如果你需要为某个函数的所有参数（包括被this指针所指的那个隐喻参数）进行类型转换，那么这个函数必须是个non-member

条款25：考虑写出一个不抛异常的swap函数

①　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常

②　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classes（而非templates），也请特化std::swap

③　调用swap时应针对std::swap使用using声明式，然后调用swap并且不带任何“命名空间资格修饰”

④　为“用户定义类型”进行std templates全特化是好的，但千万不要尝试在std内加入某些对std而言全新的东西

实现

条款26：尽可能延后变量定义式的出现时间

①　尽可能延后变量定义式的出现。这样做可增加程序的清晰度并且改善程序效率

条款27：尽量少做作转型动作

①　如果可以，尽量避免转型，特别是在注重效率的代码中避免dynamic_casts。如果有个设计需要转型动作，试着发展无需转型的替代设计

②　如果转型动作是必要的，试着将它隐藏于某个函数背后。客户随后可以调用该函数，而不需要将转型放进他们的代码中

③　宁可使用C++-style（新式）转型，不要使用旧式转型。前者很容易辨识出来，而且也比较有着分门别类的职掌

条款28：避免返回handles指向对象内部成分

①　避免返回handles（包括reference、指针、迭代器）指向对象内部。遵守这个条款可增加封装性，帮助const成员函数的行为像个const，并将发生“虚吊号码牌”的可能性将至最低

条款29：为“异常安全”而努力是值得的

①　异常安全函数即使发生异常也不会泄露资源或允许任何数据结构败坏。这样的函数区分为三种可能的保证：基本型、强烈型、不抛异常型

②　“强烈保证”往往能够以copy-and-swap实现出来，但“强烈保证”并非对所有函数都可实现或具备现实意义

③　函数提供的“异常安全保证”通常最高只等于其所调用之各个函数的“异常安全保证”中的最弱者

条款30：透彻了解inlining的里里外外

①　将大多数inlinling限制在小型、被频繁调用的函数身上。这可使日后的调试过程和二进制升级更容易，也可使潜在的代码膨胀问题最小化，使程序的速度提升机会最大化

②　不要只因为function templates出现在头文件，就将它们声明为inline

条款31：将文件间的编译依存关系降至最低

①　支持“编译依存性最小化”的一般构想是：相依于声明式，不要相依于定义式。基于此构想的两个手段是Handle classes 和 Interface classes

②　程序库头文件应该以“完全且仅有声明式”的形式存在。这种做法不论是否涉及templates都适用

继承与面向对象设计

条款32：确定你的public继承塑模出is-a关系

①　“public继承”意味着is-a。适用于base classes身上的每一件事情也一定适用于derived classes身上，因为每一个derived class对象也都是一个base class对象

条款33：避免遮掩继承而来的名称

①　Derived classes内的名称会遮掩base classes内的名称。在public继承下从来没有人希望如此

②　为了让被遮掩的名称再见天日，可使用using声明式或转交函数

条款34：区分接口继承和实现继承

①　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

②　Pure virtual函数只具体指定接口继承

③　简朴的（非纯）impure virtual函数具体指定接口继承及缺省实现继承

④　Non-virtual函数具体指定接口继承以及强制性实现继承

条款35：考虑virtual函数以外的其他选择

①　Virtual函数的替代方案包括NVI手法及strategy设计模式的多种形式。NVI手法自身是一个特殊形式的Template Method设计模式

②　将机能从成员函数移到class外部函数，带来的一个缺点是，非成员函数无法访问class的non-pubilc成员

③　Tr1::function对象的行为就像一般函数指针。这样的对象可接纳“与之给定之目标签名式兼容”的所有可调用物

条款36：绝不重新定义继承而来的non-virtual函数

①　绝对不要重新定义继承而来的non-virtual函数

条款37：绝不重新定义继承而来的缺省参数值

①　绝对不要重新定义一个继承而来的缺省参数值，因为缺省参数值都是静态绑定，而virtual函数——你唯一应该覆写的东西——却是动态绑定

条款38：通过复合塑模出has-a或“很据某物实现出”

①　复合的意义和public继承完全不同

②　在应用域，复合意味has-a（有一个）。在实现域，复合意味is-implemented-terms-of（根据某物实现出）

条款39：明智而审慎地使用private继承

①　Private继承意味着is-implemented-in-terms of（根据某物实现出）。他通常比复合的级别低。但是当derived class需要访问protected base class的成员，或需要重新定义继承而来的virtual函数时，这么设计是合理的

②　和复合不同，private继承可以造成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

条款40：明智而审慎地使用多重继承

①　多重继承比单一继承复杂。它可以导致新的歧义性，以及对virtual继承的需要

②　Virtual继承会增加大小、速度、初始化（及赋值）复杂度等等成本。如果virtual base classes不带任何数据，那将是最具实用价值的情况

③　多重继承的确有正当用途。其中一个情节涉及“public继承某个Interface class”和“private继承某个协助实现的class”的两相组合

模板与泛型编程

条款41：了解隐式接口和编译期多态

①　Classes和templates都支持接口和多态

②　对于classes而言接口是显式的，以数字签名为中心。多态则是通过virtual函数发生于运行期

③　对templates参数而言，接口是隐式的，奠基于有效表达式。多态则是通过template具现化和函数重载解析发生于编译期

条款42：了解typename的双重意义

①　声明template参数时，前缀关键字class和typename可互换

②　请使用关键字typename标识嵌套从属类型名称；但不得在base class lists（基类列）或member initialization list（成员初值列）内以它作为base class修饰符

条款43：学习处理模板化基类内的名称

①　可在derived class templates内通过“this->”指涉base class templates内的成员名称，或藉由一个明白写出的“base class资格修饰符”完成

条款44：将与参数无关的代码抽离templates

①　Templates生成多个classes和多个函数，所以任何template代码都不该与某个造成膨胀的template参数产生相依关系

②　因非类型模板参数而造成的代码膨胀，往往可消除，做法是以函数参数或class成员变量替换template参数

③　因类型参数而造成的代码膨胀，往往可降低，做法是让带有完全相同二进制表述的具现类型共享实现码

条款45：运用成员函数模板接受所有兼容类型

①　请使用member function templates（成员函数模板）生成“可接受所有兼容类型”的函数

②　如果你声明member templates用于“泛化copy构造函数”或“泛化assignment操作”，你还是需要声明正常的copy构造函数和copy assignment操作符

条款46：需要类型转换时请为模板定义非成员函数

①　当我们编写一个class template，而他所提供之“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”

条款47：请使用traits classes表现类型信息

①　Traits classes使得“类型相关信息”在编译期可用。它们以templates和“templates特化”完成实现

②　整合重载技术后，traits classes有可能在编译期对类型执行if...else测试

条款48：认识template元编程

①　Template metaprogramming（TMP，模板元编程）可将工作由运行期移往编译期，因而得以实现早期错误侦测和更高的执行效率

②　TMP可被用来生成“基于政策选择组合”的客户定制代码，也可用来避免生成对某些特殊类型并不合适的代码

定制new和delete

条款49：了解new-handler的行为

①　set_new_handler允许客户指定一个函数，在内存分配无法获得满足时被调用

②　Nothrow new是一个颇为局限的工具，因为它只适用于内存分配；后继的构造函数调用还是可能抛出异常

条款50：了解new和delete的合理替换时机

①　有许多理由需要写个自定义的new和delete，包括改善效能、对heap运用错误进行调试，收集heap使用信息

条款51：编写new和delete时需固守常规

①　Operator new应该内含一个无穷循环，并在其中尝试分配内存，如果他无法满足内存需求，就该调用new-handler。它也应该有能力处理0 bytes申请。Class专属版本则还应该处理“比正确大小更大的（错误）申请”

②　Operator delete应该在收到null指针时不做任何事。Class专属版本则还应该处理“比正确大小更大的（错误）申请”

条款52：写了placement new也要写placement delete

①　当你写一个placement operator new，请确定也写出了对应的placement operator delete。如果没有这样做，你的程序可能会发生隐微而时断时续的内存泄露

②　当你声明placement new和placement delete，请确定不要无意识（非故意）地掩盖了它们的正常版本

杂项讨论

条款53：不要轻忽编译器的警告

①　严肃对待编译器发出的警告信息。努力在你的编译器的最高（最严苛）警告级别下争取“无任何警告”的荣誉

②　不要过度倚赖编译器的报警能力，因为不同的编译器对待事情的态度并不相同。一旦移植到另一编译器上，你原本倚赖的警告信息可能消失

条款54：让自己熟悉包括TR1在内的标准程序库

①　C++标准程序库的主要机能由STL、iostreams、locales组成。并包含C99标准程序库

②　TR1添加了智能指针（例如tr1::shared_ptr）、一般化函数指针（tr1::function）、hash-based容器、正则表达式以及另外10个组件的支持

③　TR1自身自是一份规范。为获得TR1提供的好处，你需要一份实物。一个好的实物来源是Boost

条款55：让自己熟悉Boost

①　Boost是一个社群，也是一个网站。致力于免费、源码开放、同僚复审的C++程序库开发。Boost在C++标准化过程中扮演深具影响力的角色

②　Boost提供许多TR1组件实现品，以及其他许多程序库