Effective C++阅读笔记(一)

01：C++是一个语言联邦

可以将C++视为四种主要的此语言：

• C语言
• Objedct-Oriented C++：继承，封装，堕胎，虚函数(动态绑定)
• Template C++:泛型编程
• STL:容器、迭代器、算法、函数对象进行规约与协调

守则依据使用C++的哪一部分来进行变化。

02：尽量使用const、enum、inline替换#define

• 单纯常量，使用const对象或enum对象替换#defines
• 形似函数的宏，使用inline来替换#define

使用#define的不足：

常数问题

#define PI 3.14

记号 PI 可能被预处理器给删除，导致编译器没能将其送入符号表；同时，报错时可能会提到3.14而不是PI。

专属常量

class Test {
	private:
	#define T 21213;
}

这时，我们仍可以在其他地方使用T，而不是我们希望的那样，称为一个类专属的数值。

函数

#define CALL_MAX(a,b) f((a)>(b)?(a):(b))

首先，变量必须加括号；其次如果使用CALL_MAX(a++,b)，那么a增加的次数和b有关，因为它会将表达式中的a全部替换成a++。
可以使用template inline，并通过这种方式确保类型安全。

template<typename T>
inline void callMax(const T&a, const T& b) { f(a>b?a:b); }

通过引用，防止传入a++的情况，也不用担心赋值多次；同时可以用作一个private函数。

特殊情况

1. 常量指针
   因为常量定义常被放在头文件中，所有有必要讲指针(而不是其所指向的东西)声明成const
2. class
   为了保证常量只有一份实体，需要声明为static成员
   in-class初值设定只允许对整数常量进行，如果编译器不支持或初始化其他变量，那么就将定义放在实现文件内。
3. 编译期间需要常量值(enum hack)
   通过enum，让NumTurns成为5的一个记号名称

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

   enum hack更像#define，取enum地址不合法；无法让指针指向某个整数常量；不会导致没有必要的内存分配。

03：尽可能使用const

• 将参数、返回类型、成员函数加上cosnt可以帮助编译器识别错误的用法
• 编译器使用bitwise constness，但编写程序时要使用conceptual constness
• 使用non-const版本表用const版本可以避免代码重复

const用法

• 放在星号左边，表示指向的对象是常量；放在星号右边，表示指针式常量。(可以讲将int*理解成一个类型)。
• const可以放在类型之前也可以放在类型之后，下面两个语句等价。

  int const * p;
  const int *p;
  

• 当与迭代器一同使用的时候，const iterator表示迭代器指向的东西不可改变，例如不能使用自增操作；而如果想表示指向的对象的内容不可改变，则需要使用const_iterator
• const可以与函数返回值，各个参数，函数自身(如果是成员函数)产生关联

比如对乘法操作进行重载，如果返回的不是一个const类型，那么可能会出现：a * b = c的情况，这是是a* b返回的那个临时对象赋值成c。

const成员函数

const作用于成员函数是为了确认成员函数可以作用于const对象。这样做有两个好处：

• 使class接口已于理解，可以得知哪个函数可以改动对象内容而哪个函数不行。
• 使“操作const”对象成为可能。

两个函数常量性(constness)不同，那么可以重载。比如对于[]操作，可以返回一个常量引用，也可以返回一个普通引用。
这是为了解决类似array[i] = obj;的操作，如果不返回引用，则实际上是对临时变量修改；如果返回常量引用，则无法对其修改。

成员函数是const有两种理解：

• bitwise constness：不改变对象任何成员变量，不改变其中任何一个bit。这也是c++对constness的定义。所以const成员函数不能改变任何non-const成员变量。(当然也不是完全不能修改，比如利用指针)

• logical constness：成员函数可以处理对象内某些bits，但只有用户侦测不出的情况下才可以。比如对privte的变量进行修改。这时候要将需要修改的变量前加上mutable，表示这些变量总是可以被更改，即使在const成员函数内部。

  class A {
  	private:
  		mutable bool isEmpty;
  		int length;
  	public:
  		bool is_empty() const {
  			if (!length) {
  				isEmpty = true;
  			} else {
  				isEmpty = false;
  			}
  			return isEmpty;
  		}
  };
  

在const 和 non-const 成员函数中避免重复

比如对[]重载，可能返回一个正常引用，也可能返回一个常量引用。
但其中要进行一些边界检查，进行数据访问日志的记录，检验数据完整性等。如果两个函数都要进行同样的操作，就造成了代码重复，所以考虑一个调用另一个。

一般是使用non-const成员函数调用const成员函数。这里先将this转换成常量，于是会调用常量版本的[]，随后去掉const。

反过来是不行的，const保证不改变成员的逻辑状态，但是如果const调用non-const，non-const函数可能会改变成员的逻辑状态。

const T& operator[] (size_t pos) const {
	...
	...
	return array[pos];
}
T& operator[] (size_t pos) {
	return const_cast<T&> {
		static_cast<const T&>(*this)[pos];
	)
}

04：确定对象被使用前先被初始化

• 对内置对象类型(int,char等)手工初始化，C++不保证初始化他们
• 构造函数最好使用成员初始值列(member initialization list)，而不要在构造函数中使用赋值操作。构造函数过多，可以抽出来共同的、影响较小的变量进行赋值。初始值成员变量排列次序应该与在class中的声明次序相同。
• 为了避免“跨编译单元初始化”，使用local static对象替换non-local static对象

static对象指的对象的寿命从被构造出来开始到程序结束为止，包括global对象，定义域namespace的对象，classes内、函数内、及file作用域内被声明为static的对象。

函数内的static对象成为local static对象，其他static对象称为non-local static对象。

编译单元指的产出单一的目标文件的源码，时单一源码文件加上其所含的头文件。

两个源码中文件中，每一个都喊一个non-local static对象，假设为A和B。如果B的初始化中使用了A，那么可能会出现问题，因为C++并没有对non-local static对象的初始化顺序做出规定，并且也无法做出规定。

可以将non-static对象搬到函数内，因为函数中的static对象会在函数被调用期间，首次遇到该对象定义式的时候被初始化。所以如果用“函数调用”替换“直接访问non-local static”对象，那么可以保证reference指向一个经过初始化的变量。

class A {...};
A& getA() {
	static A a;
	return a;
}
class B {
	static A a;
	B() {
		a = getA();
	}
}