Effective C++ 笔记 part 1、2

• Effective C++

1. 视 C++ 为一个语言联邦
   1. C
   2. object-oriented C++面向对象：封装、继承、多态
   3. Template C++泛型编程：包括TMP(Template Metaprogramming 模板元编程)
   4. STL：是一个Template程序库，包括容器、迭代器、算法、函数对象
2. 宁以编译器替换预处理器

尽量以 `const`、`enum`、`inline` 替换 `#define`

1. 1. 对於单纯常量，最好以const对象或enums替换#defines（宏定义出错时，编译器会给出替换之后的错误信息，避免因追踪变量而浪费时间）
   2. 对于形似函数的宏，最好改用inline函数替换#defines（#define单纯文本替换，函数语义不清晰，使用时多加小括号）
2. 尽可能使用const

1. const 写在T之前和之后无所谓，写在*之前表示指向常量的指针，写在*之后表示指针常量。STL的迭代器相当于一个T*指针，const_iterator相当于 const T*
2. 将某些东西声明为const可以帮助编译器侦测出错误用法

使用const成员函数，以pass by reference-to-const方式传递对象，提升效率

1. 两个成员函数如果只是常量性不同，可以被重载。调用时区分const.
2. const成员函数不能调用non-const成员函数，当non-const和const成员函数有着实质等价的实现时，在non-const中调用const版本可以复用代码
3. bitwise constness与logical constness:

bitwise constness:(C++编译器认为的cosntness)。const成员函数不改变对象的任意一个bit。bitwise constness允许发生此现象：当某个指针隶属于对象，而指针所指物不隶属于对象时，成员函数更改了指针所指物。

logical constness:一个const成员函数可以修改它所处理的对象的某些bits。

达到logical constness:可以通过mutable关键字实现，mutable修饰的变量，将永远处于可变的状态，即使在一个const函数中。mutable释放掉non-static成员变量的bitwise constness约束

1. 确定对象被使用前已经初始化

1. array(来自c part of c++)不保证其内容被初始化，vector(来自stl part of c++)有此保证
2. 确保每一个构造函数都将每一个成员初始化
   1. 对象的成员变量的初始化动作发生在这些成员的default构造函数被自动调用之时，即进入构造函数本体之前。在构造函数内为成员变量赋值（xxx=y）的动作是赋值而不是初始化（相当于首先调default构造函数为成员变量设初值，然后立刻为它们赋予新值）
   2. 使用成员初值列(member initialization list)可以避免上述现象，初值列中针对各个成员变量而设的实参，被拿去作为各成员变量之构造函数的实参，进行copy构造。对大多数类型而言，只进行一次copy构造比上述先初始化再用拷贝赋值运算符高效许多。对内置类型而言，二者成本相同，但为了一致性，最好也采用initialization list的方式进行初始化
   3. 总是在初值列中列出所有成员变量，以免还得记住哪些成员变量可以无需初值。（如国内值类型成员在成员初值列遗漏了它，就没有初值，引发不明确行为）
   4. const或references成员变量，一定需要初值，不能赋值
   5. 为内置型对象进行手工初始化，因为c++编译器不保证初始化它们。
3. 成员初始化次序：

base classes更早于derived classes被初始化

class成员变量按照其声明次序被初始化，即使它们在成员初值列中以不同的次序出现。

1. local static对象与non-local static对象：

static对象不包括stack和heap-based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、在file作用域内被声明为static的对象。

local static对象：函数内的static对象

non-local static对象：其他static对象

1. 编译单元：产出单一目标文件(.o)的源码。基本上是单一源码文件加上其所含入的头文件。

问题：c++对“定义域不同编译单元内的non-local static对象”的初始化次序无明确定义。如果某编译单元内的某个non-local static对象的初始化动作使用了另一编译单元内的某个non-local static对象，它所用到的这个对象可能尚未被初始化。

解决：用local static对象替换non-loacl static对象：将每个non-local static对象搬到自己的专属函数内，这些函数返回一个reference指向它所含的对象，然后用户调用这些函数，而不是直接指涉这些对象。

1. 了解c++编译器默默编写并调用哪些函数

1. 如果自己没有声明，编译器就会为它声明一个copy构造函数、一个copy assignment操作符和一个析构函数。如果自己没有声明任何构造函数，编译器会为它声明一个default构造函数（如果自己有声明一个有参构造函数，则编译器不会再产出一个无参构造函数）。唯有当这些函数被调用时，它们才会被编译器创建出来。
   1. 编译器产出的析构函数是non-virtual的，除非该class的base class自身生命有virtual析构函数，此时这个函数的虚属性主要来自与其base class。
   2. 编译器产出的copy构造函数和copy assignment操作符只是单纯地将来源对象的每一个 non-static成员变量拷贝到目标对象

问题：c++并不允许将reference改指不同对象。如果打算在一个”内含reference成员”或“内含const成员”的class内支持赋值操作，必须自己定义copy assignment操作符

1. 1. 如果某个base classses将copy assignment操作符声明为private，编译器将拒绝为其derived classed生成一个copy assignment操作符（因为编译器为derived classes所生的copy assignment操作符想象中可以处理base class成分，但它们却无法调用base class 的assignment成员函数）

6.若不想使用编译器自动生成的函数，就要明确拒绝

1. 所有编译器产出的函数都是public类型的，为阻止这些函数被创建出来，可将相应的成员函数声明为private并且不予实现。或在base class中声明private的函数然后在derived class中private继承。

1. 为多态基类声明virtual析构函数

1. 只有当class内至少一个virtual函数时，为它声明一个virtual析构函数
   1. 任何class只要带有virtual函数都应该有一个virtual的析构函数（当derived class对象经由一个base class指针被删除，而该base class带着一个non-virtual析构函数，其结果未定义——实际执行时通常发生的是对象的derived成分没被销毁）
   2. 如果class无virtual函数（通常表示不意图作为一个基类），则不用virtual的析构函数（vptr指针会使对象体积增加，同类型(例如c++中 Point类，c中自定义的Point类型)不能再传递至其他语言所写的函数，除非明确补偿vptr）
2. virtual函数的实现：

为实现virtual函数，对象必须携带一些信息（主要用于在运行期决定哪一个virtual函数该被调用），这份信息有vptr(virtual table pointer)指针指出。vptr指向一个由函数指针构成的数组（vtbl virtual table）,每个带有virtual函数的class都有一个vtbl。当对象调用某一virtual函数，编译器在该对象的vptr所指的那个vtbl中寻找适当的函数指针。

1. 析构函数运作顺序：最深层派生(most derived)的那个class其析构函数最先被调用，然后是其每一个baseclass的析构函数被调用
2. STL容器的析构函数均是non-virtual，所以不能继承包括STL容器在内的任一个带有non-virtual析构函数的class
3. pure virtual 析构函数：当希望拥有一个抽象class,但手上没有合适的pure virtual函数是，可以为该class声明一个pure virtual析构函数。因为该class有一个pure virtual函数，所以它是抽象class，又由于它有个virtual析构函数，所以不需担心析构函数的问题。

8.别让异常逃离析构函数

1. 析构函数吐出异常，程序可能过早结束或引发不明确行为。（假设对象含有多个元素，在析构第一个元素时发生异常，但其他9个元素也应该被销毁（否则会内存泄露），在析构第二个元素时又发生了异常，两个同时作用的异常导致不明确行为）
2. 当析构函数中调用可能引发异常的函数时，析构函数可以：
   1. 如果该函数抛出异常就结束程序，通常通过调用abort函数完成

try(可能引发异常得函数)

catch(…){

        // 记录信息之类的操作

        std::abort();

}

1. 吞下因函数调用失败引发的异常  // 不推荐

在catch(…){//不调用abort}

1. 重新设计可能抛出异常的函数，使调用者有机会对可能出现的问题做出反应。

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.绝不在构造和析构函数中调用virtual函数

1. base class构造期间virtual函数绝不会下降到derived class阶层（在derived class对象的base class构造(析构)期间，对象的类型是base class而不是derived class）
2. 一旦derived class析构函数开始执行，对象内的dericed class成员变量便呈现未定义值
3. 如果class有多个构造函数，每个都要执行某些相同的工作，可以将共同的初始化代码放进一个初始化函数中
4. 当希望在base class中构造时需要调用适当版本的函数时，可以在base class中调用non-virtual函数，然后要求derived class的构造函数传递必要信息给base class构造函数

10.令operator= 返回一个reference to *this

包括+=、-=、*=等操作符也是一样，返回一个reference to *this 可以实现连续赋值

       类名& operator=(const 类名& rhs){

       return *this; //

}

11.在operator=中处理自我赋值                               

当

       先进行证同测试 if(this == rhs) return *this;

1. 类名& operator=(const 类名& rhs){

       // 先记住原本的成员指针变量   //这样在new失败的情况下不会删除原本的内存

       // 令原先的指针变量 = new T( );

       //  delete 记住的                

       // return *this;

}

1. copy and swap

类名& operator=(const 类名& rhs){

       类名 temp(rhs);

       swap(temp);

       return *this;

}

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”（调用base class copying函数）

不要尝试以某个copying函数实现另一个copying函数（即不能用operator=调用拷贝构造函数或者相反），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。