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Effective C++筆記(轉)

0. 拷貝構造函數和賦值運算符

copy構造函數用來“以同型對象初始化自我對象”,copy assignment操作符被用來“從另一個同型對象中”拷貝其值到自我對象

copy構造函數使用時,自我對象并沒有被實例化;而copy assignment操作符使用時自我對象已經被實例化

如:

String str1("Hello");

String str2(str1);    
// copy constructor

String str3 
= str1;   // 注意:copy constructor !

String str4;           

str4 
= str1;            // copy assignment

1. 將構造函數聲明為explicit可以阻止它們被用來執行隱式類型轉換。

如:

有一個函數 void doSomething(B bObject);

 B有一個接受int的構造函數 B::B(int b);

B obj1(100);

doSomething(obj1);   // ok

doSomething(28);     // 如果沒聲明explicit可以,反之不行


2. 條款三:盡可能使用const. Use const  whenever possible

const實施于成員函數的目的,是為了確認該成員函數可作用于const 對象身上。它承諾絕不改變其對象的邏輯狀態。它可以使class的接口更加容易理解;而且,它們使操作const對象成為可能,因為改善c++效率的一個根本方法就是以pass by reference-to-const方式傳遞對象,而此技術的前提是我們有const成員函數可用來處理取得(并經修飾而成)的const對象

很多人都漠視的一個事實:如果兩個成員函數只是常量性(const 與否)不同,它們可以被重載。

const和指針,要小心const和指針的關系

如果一個指針*pconst對象的成員,我們不改變指針值p(也就是它指向哪個對象)而改變*p(它所指向對象的值),那么編譯器不會對此提出異議。這同樣適用于const成員函數中的情況。 

一個增加靈活性聲明:聲明為【mutable】的成員變量可能總是會被更改,即使在const成員函數內

const_cast<> 運算符可以用來轉換掉對象的const屬性

請記住:

<!--[if !supportLists]-->l         <!--[endif]-->將某些東西聲明為const可幫助編譯器偵測出錯誤用法。const可被施加于任何作用域內的對象、函數參數、函數返回值類型、成員函數本體。

<!--[if !supportLists]-->l         <!--[endif]-->編譯器強制實施bitwise constness,但你應該使用conceptual constness 適當的使用mutable和注意指針帶來的影響。

<!--[if !supportLists]-->l         <!--[endif]-->const函數和non-con函數有實質等價的實現時,可利用non-const函數調用const函數避免重復代碼。

 

3. 條款四:確定對象在使用前已初始化. Make sure that object are initialized before they’re used.

別混淆賦值(assignment)和初始化(initialization

C++規定,對象的成員變量的初始化動作發生在進入構造函數本體之前,應該使用初始化列表實現。

在構造函數本體內進行的只是賦值而不是初始化。初始化發生的事件更早,發生于這些成員的default構造函數被自動調用之時(比進入構造函數本體的時間更早)。這樣構造函數所做的一切工作都浪費了。

請立下一個規矩:總是在初始化列表中列出所有成員變量(包括內置類型),以免還得記住哪些成員變量(如果它們在初值列中被遺漏的話)可以無需初值。

當然,你可以將那些“賦值表現像初始化一樣好”的成員變量,改用賦值操作并移入一個private函數,在所有的構造函數中調用它,以避免不必要的編碼重復。這種做法在成員變量的初值系“由文件或數據庫”讀入時特別有用。

C++有著十分固定的“成員初始順序”。Base早于derived,成員變量按聲明順序。

對于non-local static對象,使用singleton是個不錯的方案

請記住

<!--[if !supportLists]-->l         <!--[endif]-->為內置型對象進行手工初始化,C++不保證初始化他們

<!--[if !supportLists]-->l         <!--[endif]-->構造函數最好使用成員初始化列表,而不要在構造函數本體內賦值。其排列次序應按照聲明次序

<!--[if !supportLists]-->l         <!--[endif]-->Singleton實現non-local static對象


4. 條款05 了解C++默默編寫并調用哪些函數. Know what functions C++ silently writes and calls.

為了駁回編譯器自動提供的功能(默認構造函數、默認析構函數、默認拷貝構造函數、默認賦值操作符),可將相應的成員函數聲明為private并且不予實現。

將構造函數聲明為explicit可以阻止隱式類型轉換.


5. 條款07:為多態基類聲明virtual 析構函數. Declare destruction vritual in polymorphic base class.

C++ 明確指出:當derived class對象經由一個base class指針被刪除,而該base class帶有一個non-virtual析構函數,其結果是未定義——實際執行時通常發生的事對象的derived成分沒被銷毀。

消除這個問題的辦法很簡單,base class聲明一個virtual析構函數。

任何函數只要帶有一個virtual函數幾乎確定也應該有一個virtual析構函數。

如果class不含virtual函數,通常表示它并不意圖被用作一個base class

無端地將所有class的析構函數都聲明為virtual就像從未聲明它們為virtual一樣,都是錯誤的。很多人的心的事:只有當class內含有至少一個virtual函數才將它聲明為virtual析構函數。

base class的析構函數聲明為純虛函數是定義抽象類的常用手法,但是這個純虛析構函數仍需提供定義,因為derived class需要調用base class的析構函數。如果未定義則會導致鏈接錯誤。

 

6. 條款12:Copy all parts of an object. 復制對象時勿忘其每一個成分

derived class 應在拷貝構造函數的初始化列表和賦值運算符的函數體內調用base class的拷貝構造函數和賦值運算符。否則將導致初始化不完整。

class Customer /* … */ };

class PriorityCustomer : public Customer /* .. */}

PriorityCustomer::PriorityCustomer(PriorityCustomer 
&rhs) : Customer(rhs) {
    // 調用base class Customer拷貝構造函數

       
/*

       …

       
*/


}


PriortiyCustomer
& PriorityCustomer::operator=(PriorityCustomer &rhs){

       Customer::
operator=(rhs);   // 調用base class operator=

 

       
/*

       …..

       
*/


      return *this;

}



7. 條款13:以對象管理資源. Use objects to manager resources.

善于使用智能指針,為了防止資源泄漏,請使用RAII對象,他們在構造函數中獲得資源并在析構函數中釋放資源。

兩個常用的RAII classestr1::shared_ptrauto_ptr。前者往往是較佳選擇(通過引用計數器實現),后者不支持指針的拷貝和復制,復制動作會使它(被復制物)指向null

類似的Boost庫中的boost::scoped_arrayboost::shared_array類也可以提供類似功能

void test_fun()
{

     std::auto_ptr
<Child> aptr_c(new Child("Child 1"));

     Child 
*ptr = new Child("Child 2");

     aptr_c.
get()->func();                  // 盡量使用顯示轉換,防止不合適的隱式轉換

     (
*aptr_c).func();                      // 使用隱式轉換,可以增強可讀性
 

     std::auto_ptr
<Child> aptr_c2 = aptr_c;  // will set aptr_c to null

     
// aptr_c->func();                      failed. aptr_c is null.

     delete ptr;
}


智能指針auto_ptr可以在生命期結束時自動銷毀返回資源。盡量使用智能指針保存factory函數返回的指針。

此外,利用棧對象自動銷毀調用析構函數的特性,可以將需要釋放的資源根據作用域封裝在棧對象中,此棧對象即為一個資源管理對象,對應類為資源管理類。


8、條款14:在資源管理類中小心coping行為
禁止復制。許多時候允許資源管理對象被復制是不合理的。應該將coping行為聲明為private。

對底層資源使用“引用計數器法”。
tr1::shared_ptr是一個絕好的實現手段,這個類在vs2005的庫中還沒有被加入,vs2008的c++標準庫包含了這個類,當然tr1的大部分類實現來自于boost,這個也不例外。

例如:

class Lock{
public:
     
explicit Lock(Mutex* pm) : mutexPtr(pm) 
     
{
              
lock(mutexPtr.get());
     }

     
/* 
        我們并沒有忘記析構函數,默認的析構函數會自動調用每個非static類變量的析構函數
            當mutexPtr 的引用計數為0就會調用智能指針的刪除器
    
*/

private:
    std::tr1::shared_ptr
<Mutex> mutexPtr;
};



9、條款
20:寧以pass-by-reference-to-constt替換pass-by-vaule

除了熟知的,傳遞const引用會比單純的值傳遞效率更高,應用傳遞還有意想不到的好處,多態。在參數為base class時,傳遞引用可以使虛函數被正確解析,而傳遞值將導致對象slicingbase class

 在編譯器底層Reference往往是指針實現出來的,因此如果你有一個對象是內置類型,傳遞value往往比reference要高效些。對內置類型而言,當你有機會選擇采用pass-by-valuepass-by-reference-to-const時選擇前者并非沒有道理。這個忠告也適用于STL的迭代器和函數對象,因為他們習慣上被實現為passed-by-value

在函數返回對象時謹慎使用reference 。除了*this其他的返回引用最好仔細斟酌。

 
請記住:決不要返回一個pointer或者reference指向一個local stack對象,或返回一個reference指向一個heap-allocated對象,或返回pointer或者reference指向一個local static對象而有可能需要多個這樣的對象。如果要,考慮singleton吧。

 
10、條款22:將成員變量聲明為private

將成員變量聲明為privateprotected不比public更具有封裝性。因為更改了protect變量將會影響雖有的derived class

 
11、條款23:寧以non-membernon-friend替換member函數(尤其是需要滿足交換律的operator)

C++不是純面向對象語言,不是所有的函數都定義在類中。

你不需要強行將所有函數定義在class內,因為這會造成class龐大的體積,而不同的用戶又可能對不同的方法感興趣。適當的拆分是有好處的。

 將所有的便利函數(uitlity funcation)放在多個頭文件中,但隸屬于同一個命名空間是C++標準庫的組織方式。

 因為在意封裝而讓函數成為classnon-member函數不意味它不可以是另一個classmember,它可以是某個工具類的static member函數。這讓純面向對象思維的java程序員感覺比較習慣。

 請記住:寧可拿non-member non-friend函數替換member函數。這樣做可以增加封裝性、包裹彈性(packaging flexibility)和機能擴充性

 
12、條款24:若所有參數皆需類型轉換,請為此采用non-member函數

此條款一般用于實現operator時,為了滿足交換律和調用隱式類型轉換將operator在類外實現。是否聲明為friend看需要。

 
13、條款
34:區分接口繼承和實現繼承

Derived classes內的名稱會遮掩base classes內的名稱,他們不會被重載。public繼承下從來沒有人希望如此。

如何推翻C++對繼承而來名稱的缺省遮掩行為:

使用using聲明式使被遮掩的base class函數可見

using Base::funcation

有時候你并不想繼承base classes的所有函數,這是可以理解的。但在public繼承下,這絕對不可能發生,因為它違反了public繼承所暗示的base classderived classes之間的is-a關系。(這也是為什么上述using 聲明被放在derived classpublic區域的原因:base classpublic名稱在derived class內也應該是public的)。然而在private繼承之下,它卻可能是有意義的。例如,假設Derivedprivate的形式繼承Base,以一個轉交函數完成對Base class函數的調用。(private是對Derived classes的一種協助)

 

 這也是為什么在copy constructorcopy assignment中必須調用base class的內容的原因。因為它們被drived class的隱藏了,不會被繼承。

條款12

 
14、條款
34:區分接口繼承和實現繼承

pure virtual函數、impure virtual函數、non-virtual函數之間的差異,使得你得以精確指定你想要derived class繼承的東西:只繼承接口(pure virtual),或是繼承接口和一份缺省實現(virtual),或是繼承接口和一份強制實現(non-virtual)。

pure virtual函數只具體指定接口繼承

impure virtual函數具體指定接口繼承及實現繼承

non-virtual 函數具體指定接口繼承以及強制性實現繼承,non-virtual函數會為該class建立起一個不變性,凌駕其特異性。你最好絕不重新定義繼承而來的non-virtual函數。

否則如:

class D{

public:

void mf();

}


class D : public B / *… */ };

D x;

*pD = &x;;

*pB = &x;

pD
->mf();

pB
->mf();

這兩個調用將調用不同的mf,因為mf是靜態綁定的,而不像virtual是動態綁定的。

就是因為同樣的道理,一個derived class絕不應該重新定義一個繼承而來的non-virtual析構函數。

 
15、條款35:考慮virtual函數以外的其他選擇

Non-Virtual Interface手法
一個有趣的思想流派主張virtual函數應該總是被實現為private。這一基本設計,也就是“令客戶通過public non-virtual函數間接調用private virtual函數”,稱為non-virtual interface手法。是template method設計模式的一個特例。Effective C++的作者把這個non-virtual函數成為virtual函數的wrapper。

NVI函數的一個優點是可以在執行virtual函數的特化行為之前和之后,做一些公共的初始化和清理工作。如果讓客戶直接調用virtual函數就沒有任何好辦法做這些事。

有些事情看似比較怪異,你在derived class中實現一個derived class從不調用的virtual函數。但這并不存在矛盾。重新定義表示某些事情如何被完成,而調用他們表示何時被完成,base class只是保留了“函數合適被調用的”權利。一開始這些聽起來有些詭異,但是C++這種derived class”可重新定義被繼承來的private virtual函數“的規則完全合情合理。

另外一種情況,使用Strategy模式
使用函數指針代替virtual函數,這樣是Strategy模式的一個簡單應用。這樣做的優點是同一個類型的實體可以有不同的運算實現方式(實體作為參數傳入)。但這樣做,指針指向的函數只能訪問public內容,如果要訪問private內容只能降低封裝。

便利設施:借由boost和tr1::funcation實現Strategy模式會得到高于函數指針的彈性(flexibility)。


16、條款
37:絕不重新定義繼承而來的缺省參數值

缺省參數是靜態綁定的,如果在virtual函數內改變,將會出現函數調用和參數不符合的結果。如果在non-virtual…條款34里貌似說過不要改變non-virtual函數的實現

 
18、條款39:明智而審慎地使用private繼承

Private 繼承意味著 is-implemented-in-terms of(根據某物實現出)。它通常比復合(組合)的級別低。但是,當derived class要重新定義繼承而來的virtual函數時或者要訪問protected base class的成員時,這種設計是合理的。

和復合不同,private繼承可以造成empty base的最優化。這對致力于“對象尺寸最小化”的程序開發者(特別是嵌入式程序員)而言,可能很重要。

 
19、條款40:明智而審慎的使用多重繼承

對于一個從Java陣營轉入C++的程序員而言多重繼承一般不會被使用。

 如果確實需要,請注意“鉆石”繼承的出現,即一個子類的繼承鏈上重復出現了同一個base class,這樣base class的成員變量會經每一條路徑被復制。解決的方式是virtual繼承,但是virtual繼承會增加大小、速度、初始化(及賦值)復雜度成本。如果virtual base classes不帶任何數據,將是最具使用價值的情況。

 多重繼承的確有正當用途。其中一個情節設計“public繼承某個Interface class”和“private繼承協助實現某個class”的兩相組合。

 
20、條款
42:了解typename的雙重意義

聲明templateclasstypename可以互換。

但是考慮這種情況:

template<typename C>

void print2md(const C& container)
{

       C::const_iterator
* x;

}


C
是在編譯器被解析的,而在編譯期編譯器并不知道C里面到底有什么。一種很不幸的事實,萬一C中有一個變量是const_iterator,而有一個全局變量為x。這會是一場災難。一種避免的方案就是使用typename聲明這是一個類型
template<typename C>

void print2md(const C& container)
{

       Typename C::const_iterator
* x;

}

請記住:

聲明template參數時,前綴關鍵字classtypename可互換

請使用關鍵字typename標示嵌套從屬類型名,但不能在base class listsmember initialization list內以它作為base class修飾符。

 

 

Virtual void mf1()
{

       Base::mf1();           
// 最好暗自轉換成inline

}

posted on 2009-03-29 10:54 弱水一瓢 閱讀(347) 評論(0)  編輯 收藏 引用


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