EffectiveC++01-03

导读

作者Scott Meyers在如何有效运用C++方面给出了55个具体的做法，大致分为两类：

• 一般性的设计策略，集中于"如何在不同的做法中选择一种完成任务"
  • 选择inheritance（继承）还是template（模板）
  • 选择public继承还是private继承
  • 选择private继承还是composition（复合）
  • 选择member函数还是non-member函数
  • 选择pass-by-value还是pass-by-reference
• 具体细节的特定语言特性
  • 什么是assignment操作符的适当返回类型
  • 何时该令析构函数为virtual
  • operator new无法找到足够内存时，该如何行事

术语

声明式（declaration）是告诉编译器某个东西的名称和类型

extern int x;                       // 对象声明式
std::size_t numDigit(int number);   // 函数声明式
class Widget;                       // 类声明式
template<typename T>
class GraphNode;                    // 模板声明式

定义式（definition）是编译器为此对象拨发内存的地点

int x;                              // 对象定义式
std::size_t numDigit(int number){   // 函数定义式
    return number;
}

class Widget{                       // 类定义式
    public:
        Widget();
        ~Widget();
};

template<typename T>                // 模板定义式
class GraphNode{
    public:
        GraphNode();
        ~GraphNode();
};

copy构造和copy赋值的区别：一个新对象被定义，一定是构造函数被调用，不可能调用赋值操作

条款01:视C++为语言联邦

C++有四个次语言

• C：没有模板（templates），没有异常（exceptions），没有重载（overloading）..
• Object-Oriented C++：C with Classes, 封装，继承，多态，虚函数绑定...
• Template C++：模板元编程(TMP)...
• STL：容器，迭代器，算法，函数对象...

条款02:尽量以const，enum，inline替换 #define

这个条款或许更改为"宁可以编译器替代预处理器"比较好

#define ASPECT_RATIO 1.653

ASPECT_RATIO可能从未进入符号表，从未被编译器看见，可以用一个常量来替代宏

const double Aspect_Ratio = 1.653; // 大写名称常用于宏，这里改变名称写法

当以常量替换#define时，有两种特殊情况

• 定义常量指针
  
  由于常量定义式通常放在头文件中，因此有必要将指针也声明为const

const char* const authorName = "Scott Meyers";

• class专属常量
  
  为了将常量作用域限制为class内，必须让它成为一个成员，为确保常量最多一份，必须让它成为一个static
  
  通常C++要求你对所有你使用的任何东西提供一个定义式，但是如果是class专属常量且是static且为整数类型(int,char,bool),则特殊处理，只要不取地址，你可以声明他们而无须提供定义式，如下。但如果需要取其地址，就必须提供在实现文件中提供定义式，否则编译不通过。

// GamePlayer.h
class GamePlayer{
public:
    static const int print(){ return NumTurns;}
    static const int* address(){ return &NumTurns;}
private:
    static const int NumTurns = 5; // 常量声明式
};

// GamePlayer.cpp
#include <iostream>
#include "GamePlayer.h"

const int GamePlayer::NumTurns; // 定义式，初始值声明式已获得，不能再设初值
int main(){
    // GamePlayer::print();
    std::cout << GamePlayer::address();
    return 0;
}

顺带一提，#define宏无法提供封装性，如果编译器不允许"static整数型class常量"完成"in class初值设定"，可以改用"the enum hack"补偿做法，其理论基础是枚举类型的数值可以当成int使用

class GamePlayer{
private:
    enum { NumTurns = 5};
    int scores[NumTurns];
}

enum hack行为比较像#define而不像const,有时候这正是你想要的，如取地址的合法性（const合法，#define和enum不合法），enum hack还是模板元编程的基础技术（条款48）

宏不会招致函数调用的额外开销，但是容易误用

#define CALL_WITH_MAX(a, b) f((a) > (b) ? (a) : (b)) // 以较大值调用f

int a = 5, b = 0;
CALL_WITH_MAX(++a, b);                              // a被累加两次
CALL_WITH_MAX(++a, b+10);                           // a被累加一次

而tempalte inline(条款30)可以获得宏带来的效率和所有可预料的行为以及类型安全性

条款03：尽可能使用const

const如果出现在*左边，表明被指物是常量，在右边则表明指针自身为常量

void f(const Widget* pw);        //pw所指之物为常量
void f(Widget const* pw);        // 同上

STL中const_iterator指的是所指物不能改动

const成员函数

• 可以使用const成员函数使接口更容易被理解
• 可以使操作const对象成为可能，以pass-by-reference-to-const传递对象能够改善程序效率
• 两个成员函数如果只是常量性不同，可以重载

成员函数如果是const意味着什么？

• bitwise constness(physical constness)
  
  不改变对象内的任何一个bit，很容易侦测违反点：编译器只需寻找成员变量的赋值动作即可，这也是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
• logical constness
  
  const成员函数可以修改对象内的某些bits，但是只有在客户端（调用端）侦测不出的情况下才如此

声明为mutable的变量即使在const成员函数中也可以被更改

在const和non-const成员函数中避免代码重复

运用const成员函数实现non-const成员函数，可以使用const_cast进行常量性转除

class TextBook{
public:
    const char& operator[](size_t position) const{
        return text[position];
    }

    char& char& operator[](size_t position){
        return const_cast<char&>(
            static_cast<const TextBook&>(*this)
            [position]
            );
    }
};