【讀書筆記】Effective C++（04）設計與聲明

f作者：LogM

本文原載於 https://segmentfault.com/u/logm/articles，不允許轉載~

4. 設計與聲明

• 4.1 條款18：讓接口不易被誤用

  • 簡單來說，就是考慮用戶可能的誤用行爲，在代碼中規避。比如工廠函數返回值爲"智能指針"類型，避免用戶使用一般指針管理資源帶來的資源泄漏風險；比如將 operator* 的返回類型設爲const，避免用戶寫出"a*b=c"這樣的代碼。

• 4.2 條款19：像設計type一樣設計class

  • 作者的意思是，設計class要考慮很多細節，儘量使設計出來的class像C++內置類型一樣有極大的可用性和魯棒性。

• 4.3 條款20：寧以 pass-by-reference-to-const 替換 pass-by-value

  • 原因：a. 參數使用引用傳遞，不需要構造新對象，比較快；b. 避免對象切割問題。

  • 對象切割（slicing）：當派生類對象以 by-value 方式傳遞參數並被視爲基類對象，基類的拷貝構造函數在構造時會把派生類特有的性質抹除。

  • "引用"在編譯器底層的實現就是指針（指針的本質是int類型的變量），所以在以下場景，"引用"並不一定比pass-by-value快：a. C++內置類型；b. STL的迭代器（底層實現是指針）；c. 函數對象（底層實現是指針）。

• 4.4 條款21：不要讓函數返回值是指向局部變量的引用或指針

  • 原因應該很容易理解：局部變量在函數調用結束後就銷燬了，那麼這個函數返回的引用和指針指向的內存已經無效了。

• 4.5 條款22：將成員變量聲明爲 private

  • 一致性：成員變量爲 private，則用戶想訪問成員變量必須通過成員函數，所以用戶就不用試着記住是不是要加括號，因爲成員函數都要加括號。
  • 安全性：通過成員函數控制用戶對成員變量的讀寫權限。
  • 封裝性：class的版本發生變化，但提供給用戶的API還是可以保持不變。

• 4.6 條款23：寧以 non-menber、non-friend 替換 member 函數

  • 使用場景如下代碼所示。作者傾向於non-member、non-friend的理由是：它們無法訪問private的成員變量，在封裝性上更好，編譯時候的依賴程度也低。

  • 作者的說法有一定道理，但我不完全同意作者的觀點：

    • a. member函數可以訪問private的成員變量，並不意味着用戶就可以接觸到private的成員變量，你在寫代碼的時候不讓這個member函數訪問private的成員變量不就可以了？（此時問題變成了：如何確保寫代碼的人不在這個函數中濫用private的成員變量）
    • b. 有些情況，使用non-member、non-friend函數會降低代碼接口的一致性。作者的解決思路是把non-member、non-friend函數放在和類同一個namespace下，我想了想，這麼做一致性還是不如直接寫member函數。

  • class WebBrowser {
    public:
        ...
        void clearCache();
        void clearHistory();
        void clearCookies();
        ...
    }
    
    //假如現在要寫一個函數clearEverything()，作用是同時清理cache、history、cookies。
    
    //使用member函數的情況
    class WebBrowser {
    public:
        ...
        void clearEverything();
        ...
    }
    void WebBrowser::clearEverything() {
        clearCache();
        clearHistory();
        clearCookies();
    }
    
    //使用non-member函數的情況
    void clearBrower(WebBrowser& wb) {
        wb.clearCache();
        wb.clearHistory();
        wb.clearCookies();
    }

• 4.7 條款24：若所有參數都需要類型轉換，請把這個函數寫成 non-member 函數

  • //第一種情況：乘法函數爲member函數
    class Rational {
    public:
        ...
        Rational(int numerator, int denominator);
        Rational(int num);  //這個構造函數使得該類支持從int到Rational的類型轉換。如果前面加explict則說明不支持隱式類型轉換僅支持顯式轉換，現在沒加，支持隱式轉換
        const Rational operator* (const Rational& rhs) const;
    }
    
    //使用
    Rational lhs(1, 9);
    Rational result;
    result = lhs * 2;   //ok，2不是Rational類型，但可以發生隱式類型轉換
    result = 2 * lhs;   //bad，2不是Rational類型

  • //第二種情況：乘法函數爲non-member函數
    class Rational {
    public:
        ...
        Rational(int numerator, int denominator);
        Rational(int num);  //這個構造函數使得該類支持從int到Rational的類型轉換
    }
    
    const Rational operator* (const Rational& lhs, const Rational& rhs) {
      ...
    }
    
    //使用
    Rational lhs(1, 9);
    Rational result;
    result = lhs * 2;   //ok，2不是Rational類型，但可以發生隱式類型轉換
    result = 2 * lhs;   //ok，2不是Rational類型，但可以發生隱式類型轉換

• 4.8 條款25：考慮寫出一個不拋異常的swap函數

  • STL庫中std::swap的典型實現如下代碼，這個實現比較平淡。對於某些類，寫一個模板特化的swap執行效率會更高。作者介紹了怎麼自己寫std::swap的特化版本，這邊就不展開了。

  • namespace std {   //平淡的std::swap實現
        template<typename T>
        void swap(T& a, T& b) {
            T temp(a);
            a = b;
            b = temp;
        }
    }