Effective C++读书笔记 第1章
文章目录
- Ⅰ、 让自习惯C++
- 条款01：视C++为一个语言连邦
- 条款02:尽量以 const, enum, inline 替换 #define
- 2.1、采用const替换#define
- 2.2、采用enum替换#define
- 2.3、采用 template替换 #define
- 条款03：尽可能使用const
- 3.1、const成员函数
- 3.2、bitwise constness 和 logical constness
- 3.3、在 const 和 non-const 成员函数中避免重复
- 条款04：确定对象使用前已被初始化
- 4.1、区分赋值和初始化
- 4.2、不同编译单元内定义的 non-local static 对象的初始化次序
Ⅰ、 让自习惯C++
条款01：视C++为一个语言连邦
C++是一个多重泛型编程语言，同时支持过程形式、面向对象形式、泛型形式、元编程形式的语言。
将C++是为一个联邦,主要的此语言为4个：
- procedural-based C。C语言的面向过程
- Object-Oriented C++。面向对象
- Template C++。 C++ 的泛型 (generics) 编程和由 template 的强大功能带来 template metaprogramming (TMP,模板元编程)
- STL。template程序库，主要包括 容器、迭代器、算法以及函数对象
tips:编程过程中在前面3个次语言之间切换时，可能导致高效编程守则要求的改变
条款02:尽量以 const, enum, inline 替换 #define
2.1、采用const替换#define
此处用宏定义一个常量
#define ASPECT_RATIO 1.653
记号名称ASPECT_RATIO可能未被登记到记录表(symbol table), 因为可能在编译前的预处理阶段被替换。
导致发生错误时不容易追踪该信息。
采用常量替换:
const double AspectRatio = 1.653 //大写名称通常用于宏，此处改变名称写法
常量定义式通常放在头文件
定义一个常量的 char*based字符串（不可改变指向不可改变内容）
const char* const autorName = "Scott Meyers";
//根据c++ primer观点，第一个const为底层const,保证指针指向内容不变
//第二个const为顶层const,保证指针指向地址不变//采用string
const std::string autoirName("Scott Meyers");定义一个class的专属常量
class GamePlayer{private:static const int NumTurns = 5; //这里只是常量声明式，声明式，声明式int scores[NumTurns]; //使用它...};
C++中 class专属常量又是static且为整数类型(eg: int,char,bool).需要特殊处理，如果未取地址，可以只声明，否则需要另外提供定义式。
const int GamePlayer::NumTurns; //类内已经初始化赋值，无须也无法重新赋值。
#define无法为一个 class 定义一个专属变量，因为 #define 并不重视作用域。
也就是不存在所谓的 private #define
2.2、采用enum替换#define
旧式编译器不支持 static 成员在声明式上获得初值，“in class” 初值设定也只允许对整数常量进行。
此时，需要将初值放在定义式：
class CostEstimate{private:static const double FudgeFactor; //static class 常量声明...
};
const doubleCostEstimate::FudgeFactor = 1.35; //位于实现文件内
类内的数组声明式，编译器坚持必须在编译期间知道数组的大小。如果编译器不允许 “static 整数型class常量” 完成 "in class"初值设定，可改用所谓的 “the enum hack” 补偿做法。
class GamePlayer{private:enum { NumTurns = 5}; //"the enum hack"//令 NumTurns成为5的一个记号名称int socres[NumTurns];...
};
注意：enum不能取地址
2.3、采用 template替换 #define
另一个常见的 #define 误用情况是以它实现宏（macros）。
//用宏比较a和b的较大值来调用f
#define CALL_WITH_MAX(a,b) f(a)>f(b) ? (a) : (b) )
缺点： 要为实参添加小括号防止错误，还有一些不容易发现的错误
如下：
int a = 5,b = 0;
CALL_WITH_MAX(++a, b); //a被累加了两次
CALL_WITH_MAX(++a, b+10); //a被累加了一次
采用template函数替代
template<typename T>
inline void callWithMax(const T& a,const T& b){ //采用 pass by reference-to-const//可以传递所有类型.f(a > b ? a : b);
}
条款03：尽可能使用const
3.1、const成员函数
目的：
- 使
class接口比较容易被理解，那些可以改动，那些不行 - 使“操作
const对象”称为可能。pass-by-reference-to-const方式传递对象。
const函数可被重载
1.const对象只能调用 const版本
2.non-const对象可以调用 const和non-const版本，默认为non-const版本。
3.2、bitwise constness 和 logical constness
1、
bitwise const阵营的人相信，成员函数只有在不改变对象的任何成员变量(static除外)时
才可以说是const。即不改变对象内的任何一个 bit 。
这种论点好处是很容易侦测违反点。
bitwise constness正是 C++ 对常量性的定义，因此 const 成员函数不可以更改对象内的
任何non-static成员变量。
不幸的是很多不具备const性质的函数却可以通过 bitwise测试。
实例：
class CTextBlock{public: ...char& operator[](std::size_t position) const //bit const声明{ return pText[position]; } //但实际没起到效果
private:char* pText;
};
//此时
const CTextBlock cctb("Hello"); //声明一个常量对象
char *pc = &cctb[0];
*pc = 'J'; //此时cctb变为 “Jello”2、这种情况导出了所谓的
logical constness。他们主张，一个const成员函数
可以修改它所处理的对象内的某些 bits, 但只有在客户端侦测不出的情况下才得如此。
例如： CTextBlock class有可能高速缓存文本区域的长度以便询问：
class CTextBlock{public:...std::size_t length() const;
private:char *pText;std::size_t textLength; //最近一次计算的文本区域长度bool lengthIsValid; //当前长度是否有效
};
std::size_t CTextBlock::length() const
{if(!lengthIsValid) {textLength = std::strlen(pText); //error!!! const函数内lengthIsValid = true; //不允许修改类成员}return textLength;
}
解决方案 mutable释放 non-static成员变量的bitwise constness约束
class CTextBlock{public:...std::size_t length() const;private:char *pText;mutable std::size_t textLength; //mutable可能总是会被更改，mutable bool lengthIsValid; //即使在const函数内};std::size_t CTextBlock::length() const{if(!lengthIsValid) {textLength = std::strlen(pText); //现在validlengthIsValid = true;}return textLength;}
3.3、在 const 和 non-const 成员函数中避免重复
假设TextBlock的 operator[] 不单单返回一个 reference，还要做各种检测，
这样会导致写出的 const 和 non-const operator[] 冗余。
解决方案 令 non-const版本调用 const版本
class TextBlock{public:...const char& operator[](std::size_t position) const //一如既往{ .........return text[position];}char& operator[](std::size_t position) //调用 const版本{returnconst_cast<char>&( //将op[]返回值的const转除static_cast<const TextBlock&>(*this) //为*this加上const[position]; //调用 const op[];);}...
};
注意：反向操作将 const函数调用 non-const是不可取的
条款04：确定对象使用前已被初始化
定义类Point
class Point{int x,y;
};
...
Point p; //p成员变量有时候会被初始化（为0），有时候不会
- 使用 C part of C++ 而且初始化可能招致运行期成本，那么不保证初始化
- non-C parts of C++,则有所变化，如 vector（STL part of C++）保证初始化,
array（C part of C++) 不保证内容初始化。
最佳处理办法： 永远在使用对象前先将其初始化。对于无任何成员的内置类型，你必须手工完成此事。例如：
int x = 0; //对int初始化
const char* text = "A C-style string //对指针初始化
double d;
std::cin >> d; //调用输入流初始化
4.1、区分赋值和初始化
class PhoneNumber { ...};
class ABEntry{public:ABEntry(const std::string&name, const std::string& address, //构造函数const std::list<PhoneNumber>& phones);
private:std::string theName;std::string theAddress;std::list<PhoneNumber> thePhones;int numTimesConsulted;
};
ABEntry::ABEntry(const std::string& name, const std::string& address, const std::list<PhoneNumber>& phones)
{theName = name; //这些都是赋值theAddress = address; //而非初始化thePhone = phones;numTimesConsulted = 0;
}
对象的初始化发生在进入构造函数之前，故以上的 theName, theAddress 和 thePhones均不是初始化，而是赋值。初始化发生在某些对象的default构造函数调用时，此时未进入ABEntry构造函数体，而对于 numTimesConsulted这类内置类型，赋值动作的时间点不确定。
采用 **member initialization list (成员初值列）**来为对象的成员初始化。
ABEntry::ABEntry(const std::string& name, const std::string& address, const std::list<PhoneNumber>& phones):theName(name), //此处均为初始化，如果theAddress(address), //类成员没有在指定，编译器thePhones(phones), //调用默认构造函数numTimesCosulted(0) {}
如果成员变量为 const 或 references，则一定需要初值，不能被赋值。
C++成员初始化次序
base classes 更早由于其 drived classes 被初始化，而 class 的成员变量按照成员声明次序被初始化
4.2、不同编译单元内定义的 non-local static 对象的初始化次序
local static对象： 寿命从构造直至程序结束为止，因此不包括 stack和heap-based对象。这种对象包括 global对象 、定义于namespace作用域内的对象、在classed内、在函数内、以及在 file作域内被声明为 static的对象。
函数内的 static对象称为为 local static对象(它们相对函数而言为 local)，其他 static对象称为 non-local static对象。它们的析构函数会在 main()结束时自动调用。
编译单源：是指产出单一目标文件的那些源码。基本上它是单一源码文件加上其所含的头文件。
问题在于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义
实例：
class FileSystem{ //编译单元A
public:...std::size_t numDisk() const;...
};
extern FileSystem tfs; //预备给用户使用的对象
/*----------------------------------------------------------*/
class Directory{public:Directory( params); //编译单元B...
};
Directory::Directory( params)
{...std::size_t disks = tfs.numDisks();...
}
假设，采用 创建一个 Driectory对象
Directory tempDir( params);
此时 tempDir构造函数调用了 tfs函数对象，故 tfs必须先于 tempDir初始化，否则后果很严重。以下是解决方案：
采用 local static对象替换 non-local static对象
这是 Singleton模式的一个常见手法
这个手法基础在于：C++保证,函数内的local static对象会在“该函数被调用期间”
“首次遇上该对象的定义式”时被初始化。如果函数从未调用，则不会生成对象，
也免去了多余的构造函数析构函数的调用。
class FileSystem{...}; //同前
FileSystem& tfs() //定义一个local static对象
{ //返回一个referencestatic FileSystem fs;return fs;
}
class Directory{...}; //同前
Directory::Directory( params)
{...std::size_t disk = tfs().numDisks();...
}
Directory& tempDir() //同前,返回一个 reference to tfs
{static Directory td;return td;
}
以上的 reference-returing 函数往往十分单纯：定义并初始化一个local static，然后返回它。
注意：这些内含 static对象的事实使他们在多线程有不确定性。任何一种 non-const static对象，无论是local还是non-local，多线程环境下的等待某事发生都会有麻烦。
解决方案：在程序单线程启动阶段手工调用所有reference-returing函数，可以消除与初始化有关的“竞速形势”。
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