《Effective c++目录概要》——提升代码设计的55个忠告(1~31)

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导语:


原书内容简介中提到,有人说C++程序员可以分成两类,读过Effective C++的和没读过的。那么显然,我目前还没有读过,只能是C++的入门级别人士。但是,由于我已经在公司的项目中开始承担一定的开发任务,因此显然必须深入学习C++的知识。


侯捷老师说,C++是一个“难学易用的语言!”又指出,正如世上没有免费的午餐一样,又要有效率,又要有弹性,又要高瞻远瞩,又要回溯相容,又要治大国,又要烹小鲜,学习起来当然就不可能太简单。而在庞大复杂的机制下,依然有万千人前仆后继地学习着,他们的动力是,一旦学成,妙用无穷。


正题:《Effective C++》目录:



一、


自己习惯


C++





Accustomingyourself to C++


):


1.

视C++为一个语言联邦(View c++ as a federation of languages.)

(1)C++高效编程守则视状况而变化,取决于你使用C++的哪一部分。


2.

尽量以const, enum, inline替换#define.(Prefer consts, enums, and inlines to #define

(1)这个条款可以理解为——宁可,以编译器替换预处理器。



(2)对于单纯常量,最好以const对象或enums替换#define。

(3)对于形似函数的宏(macros),最好改用inline函数替换#define。


3.

尽可能使用const(Use const whenever possible.)

(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(conceltualconstness)”。

(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版本可避免代码重复。


4.

确定对象被使用前已先被初始化(Make sure that objects are initialized before they’re used.)

(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)构造函数最好使用成员初值列(memberinitialization list),而不要在构造函数本体内使用赋值操作

(assignment)。初值列列出的成员变量,其排列次序应该和它们在class中声明次序相同。

(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。



二、


构造,析构,赋值(


Constructors, Destructors,and Assignment Operators


):

几乎你写的每一个class都会有一或多个构造函数、一个析构函数、一个copy assignment操作符,它们是类的脊梁,确保它们行为正确是生死攸关的大事。


5.

了解C++默默编写并调用哪些函数(know what functions c++ silently writes and calls.)

(1)编译器可以暗自为class创建default构造函数、copy构造函数、copy assignment操作符,以及析构函数。


6.

若不想使用编译器自动生成的函数,就明确拒绝(explicitly disallow the use of compiler-generated functionsyou do not want.)

(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并且不予实现。使用像Uncopyable这样的base class也是一种做法。


7.

多态基类声明virtual析构函数(declare destructors virtual in polymorphic base classes.)

(1)polymorphic(带多态性质的)base classes应该声明一个virtual析构函数。如果class带有任何virtual函数,它就应该拥有一个virtual析构函数。

(2)classes的设计目的如果不是作为base classes使用,或不是为了具备多态性(polymorphically),就不该声明virtual析构函数。


8.

别让异常逃离析构函数(prevent exceptions from leaving destructors.)

(1)析构函数绝对不要吐出异常。如果一个被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,然后吞下它们(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。


9.

绝不在构造和析构过程中调用virtual函数(never call virtual functions during construction ordestruction.)

(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)。


10.

Operator=返回reference to *this(Haveassignment operators return a reference to *this.)

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


11.

Operator=处理“自我赋值”(Handle assignment to self in operator=.)

(1) 确保当对象自我赋值时operator=有良好行为。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,而其中多个对象是同一个对象时,其行为仍然正确。


12.

复制对象勿忘其每一个成分(copy all parts of an object.)

(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。应该将共同技能放进第三个函数中,并由两个copying函数共同调用。


三、


资源管理(


Resource Management


):


13.

以对象管理资源(use objects to manage resources.)

(1)为防止资源泄露,请使用RAII对象,它们在构造函数中获得资源并在析构函数只释放资源;

(2)两个常被使用的RAII classes分别是 tr1::shared_ptr和autoPtr。前者通常是较佳选择,因为其copy行为比较直观;若选择auto_ptr,复制动作会使它指向NULL。


14.

资源管理类中小心copying行为(think carefully about copying behavior in resource-managingclasses.)

(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 classcopying行为是:抑制copying、施行引用计数法(referencecounting)。不过其它行为也都可能被实现。


15.

在资源管理类中提供对原始资源的访问(provide access to raw resources in resource-managing classes.)

(1)APIs往往要求访问原始资源(raw resources),所以每一个RAII class都应该提供一个“取得其所管理资源”的办法。

(2)对原始资源的访问可能经由显示转换或隐式转换。一般而言,显式转换比较安全,但隐式转换对客户比较方便。


16.

成对使用new和delete时要采取相同形式(use the same form in corresponding uses of new and delete.)

(1)如果在new表达式中使用[],必须在相应的delete表达式中也使用[]。如果new中不使用[],一定也不要在相应的delete表达式中使用[]。


17.

独立语句将newed对象植入智能指针(store newed objects in smart pointers in standalonestatements.)

(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资源泄露。


四、


设计与声明(


Designs and Declarations


):


18.

让接口容易被正确使用,不易被误用(make interfaces easy to use correctly and hard to useincorrectly.)

(1)好的接口很容易被正确使用,不容易被误用。你应该在所有接口中努力达到这些性质。

(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)Tr1:shared_ptr支持定制型删除器(custom delete)。这可防范dll问题,可被用来自动解除互斥锁(mutexes)等等。


19.

设计class犹如设计type(treat class design as type design.)

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


20.

传引用替代传值(prefer pass-by-reference-to-const to 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(slicing problem)。

(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。对它们而言,pass-by-value往往比较恰当。


21.

必须返回对象时,别妄想返回其引用(don’t try to return a reference when you must return anobject.)

(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对象而有可能同时需要多个这样的对象。


22.

成员变量必须声明为private(declare data members 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。


23.

宁以non-member, non-friend替换member函数(prefer non-member non-friend to member functions.)

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


24.

若所有参数皆需类型转换,采用non-member函数(declare non-member functions when type conversions shouldapply to all parameters.)

(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。


25.

考虑写出一个不抛异常的swap函数(consider support for a non-throwing swap.)






五、


实现(


Implementations


):


26.


尽可能延后变量定义式的出现时间(postpone variable definitions as long as possible.)


(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改善程序效率。


27.


尽量少做转型动作(minimize casting.)


(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,而不需将转型放进他们自己的代码内。

(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责。


28.


避免返回handles指向对象内部成分(avoid returning “handles” to object internals.)


(1)避免返回handles(包括references、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”(dangling handles)的可能性降至最低。


29.


为“异常安全”而努力是值得的(strive for exception-safe code.)


(1) 异常安全函数(exception-safefunctions)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。


30.


透彻了解inlining的里里外外(understand the ins and outs of inlining.)


(1)将大多数inlining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(binaryupgradability)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functiontemplates出现在头文件,就将它们声明为inline。


31.


将文件间的编译依存关系降至最低(minimize compilation dependencies between files.)


(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”(full anddeclaration-only forms)的形式存在。这种做法不论是否涉及templates都适用。













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