本文档详述了C++编程的最佳实践，涵盖C、面向对象C++、模板C++和STL。强调了const的使用以提高错误检查，推荐使用enum、inline函数和成员初始化列表代替#define，讨论了const和non-const成员函数的重载，以及在构造和析构过程中避免异常和virtual函数调用。此外，讲解了智能指针的使用，资源管理的RAII原则，以及避免资源泄漏的方法。同时，文章探讨了类型设计、接口设计与声明，如pass-by-reference-to-const和隐藏成员变量，提倡使用non-member函数以及template元编程。最后，提到了定制new和delete的场景以及处理内存分配失败的情况。
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# 让自己习惯C++
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# 第一条 （1）c++高效编程守则视状况而变化，取决于你使用c++的哪一部分。
1. C
2. Object-Oriented C++
3. Template C++
4. STL
# 第二条 （1）对于单纯常量，最好以const对象或enums替换#define；对于形似函数的宏，最好改用inline函数替换#define。
1. #define 报错时可能不会提到你用到的宏定义，而是宏定义的内容，因此你可能有一些迷惑。
2. 取枚举的地址是不合法的，因此不想让别人获取整形常量的地址或者指针，类内可以用枚举实现，也不会导致非必要的内存分配。
# 第三条 （1）将某些东西声明为const可帮助编译器侦测出错误用法。const可被施加于任何作用域内的对象、函数参数、函数返回类型、成员函数本体；编译器强制实施bitwise（const成员函数无法修改非静态成员变量，可用mutable强制修改），但你编写程序时应该使用“概念上的常量性”（对对象而言可接受，但是编译器不接受）；（2）当const和non-const成员函数有着实质等价的实现时，领non-const版本调用const版本可避免代码重复。
1. const vector<int>::iterator iter：无法改变迭代器，但是可以改变迭代器指向的值。vector<int>::iterator iter：无法改变迭代器指向的值，但是可以改变迭代器。
2. 成员函数的const属性可以进行重载。
3. operator[]的返回值是&，因此可以对其进行赋值修改，如果不是&，则赋值修改的只是其一个副本。
4. mutable声明的非静态成员变量，可以无惧bitwise constness约束，在const成员函数中进行修改。
5. 同样功能的同名函数：const成员函数可以被非const成员函数调用，进而减少代码重复，但是非const成员函数不能被const成员函数调用，因为const成员不对成员变量进行修改，这样违背了函数设计的原则。
# 第四条 （1）为内置型对象进行手工初始化，因为C++不保证初始化它们；（2）构造函数最好使用成员初值列，而不要在构造函数本体内使用赋值操作。初值列列出的成员变量，其排列次序应该和他们在class中的声明次序相同；（3）为免除“跨编译单元之初始化次序”问题，晴以local static对象替换non-local static对象。
1. 无参数构造函数
ABEntry::ABEntry()
:theName(),theAddress(),thePhones(),numTimesConsulted(0){}
内置类型一定要初始化，不然很容易开启“不明确行为”的潘多拉盒子。
2. 不同文件内的non-local static变量初始化顺序是不明确的，因此使用未初始化的变量可能会导致问题。解决：将non-local static对象搬到函数内，进行函数的调用，保证首次遇到该对象时进行初始化，这是Singleton模式的一个常见手法。这种函数也比较使用声明为inline函数。
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# 构造/析构/赋值运算
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# 第五条 （1）编译器可以暗自为class创建default构造函数、copy构造函数、copy assignment操作符，以及析构函数。
1. 类中含有引用的成员变量，必须自己定义拷贝赋值操作符，因为C++不允许让reference指向不同对象，以及不允许该reference被修改，影响其他持有该reference指向的对象。同理const成员操作符也是一样的。
2. base class的拷贝赋值函数声明为private，则编译器无法为derived class生成默认的copy assignment操作符。
# 第六条 （1）为驳回编译器自动提供的功能，可将相应的成员函数声明为private并且不予实现。使用Uncopyable这样的base class也是一种拒绝派生类被copy的做法。
# 第七条 （1）带多态性质的base classes应该声明一个virtual析构函数。如果class带有任何virtual函数，它就应该拥有一个virtual析构函数；（2）Classes的设计目的如果不是作为base classes使用，或不是为了具备多态性，就不该声明virtual析构函数。
1. derived对象由base class指针删除，而base class带着一个non-virtual析构函数，其执行通常是对象的derived成分没有被销毁。一个不用做base class的类不应该被声明为虚析构函数，会导致对象体积增大以及不具备较好的移植性。
2. 纯虚函数是可以定义缺省实现的，需要一个abstract class作为借口，可以定义其纯虚析构函数，并给出缺省实现。
# 第八条 （1）析构函数绝对不要吐出异常。如果一个被析构函数调用的函数可能抛出异常，析构函数应该捕捉任何异常，然后吞下它们或结束程序；(2)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。
# 第九条 (1)在构造和析构期间不要调用virtual函数，因为这类调用从不下降至derived class（比起当前执行构造函数和析构函数的那层）
1. 可以通过在derived class 中构造函数的初始化列表中调用父类构造函数（构造子类时候显式调用父类构造函数），传递信息。
2. class Transaction{
3. public:
explict Transaction(const std::string& logInfo);
void logTransaction(const std::string& logInfo) const;
...
};
Transaction::Transaction(const std::string& logInfo)
{
...;
logTransaction(logInfo);
}
class BuyTransaction : public Transaction {
public:
BuyTransaction(parameters):Transaction(createLogString(parameters))//初始化列表调用父类构造函数
{...}
private:
static std::string createLogString(parameters);//静态函数
}
# 第十条 (1)令赋值操作符返回一个reference to *this
1. 为了赋值后的变量成为左值，仍然可以接受再次赋值。（a=b）=c 失败;a=b=c 成功;
# 第十一条 (1)确保当对象自我赋值时operator=有良好行为。其中技术包括比较“来源对象”和“目标对象”的地址（判断地址是否相同）、精心周到的语句顺序（delete后移）、以及copy and swap；确定任何函数如果操作一个以上的对象，而其中多个对象是同一个对象时，其行为仍然正确。
# 第十二条 (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”；(2)不要尝试以某个copying函数实现另一个copying函数。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。
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# 资源管理
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# 第十三条 (1)为防止资源泄漏，请使用RAII对象，它们再构造函数中获得资源并再析构函数中释放资源；(2)两个常被使用的RAII classes分别是tr1::shared_ptr和auto_ptr。前者通常是较佳选择，因为其copy行为比较直观。若选择auto_ptr,复制动作会使它（被复制物）指向nullptr。
1. auto_ptr shared_ptr两者都在其析构函数中做delete而不是delete[]，因此再动态分配的array身上使用这两个智能指针是一个馊主意。
# 第十四条 (1)复制RAII对象必须一并复制它所管理的资源，所以资源的copying行为决定RAII对象的copying行为（自己编写）；(2)普遍而常见的RAII class copying行为是：抑制copying、施行引用计数法（reference counting）。不过其他行为也都可能被实现。
1. shared_ptr可以指定删除器，即引用计数为0进行的操作
class Lock{
public:
explict Lock(Mutex* pm):mutexPtr(pm,unlock)
{
lock(mutexPtr.get());
}
private:
std::tr1::shared_ptr<Mutex> mutexPtr;
}
# 第十五条 (1)APIs往往要求访问原始资源，所以每一个RAII class应该提供一个“取得其所管理之资源”的办法；(2)对原始资源的访问可能经由显式转换或隐式转换。一般而言显式转换比较安全，但隐式转换对客户比较方便（可能造成意外的事情）。
1. shared_ptr auto_ptr都提供一个get成员函数，用来执行显式转换，返回智能指针内部的原始指针。其也重载了->和*可以访问指针内容。
2. 隐式转换：
class Font{
public:
...
operator FontHandle() const
{return f;}
private:
FontHandle f;
}
# 第十六条 (1)如果你在new表达式中使用[]，必须在相应的delete表达式中也使用[]。如果你在new表达式中不使用[]，一定不要再相应的delete表达式中使用[]。
# 第十七条 (1)以独立语句将newed对象存储于智能指针内。如果不这样做，一旦异常被抛出，有可能导致难以察觉的资源泄漏。
1. processWidget(std::rt1::shared_ptr<Widget>(new Widget),priority)，因为执行顺序的不同，可能导致内存泄漏。1 new Widget 2 priority 3 tr1::shared_ptr构造函数。
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# 设计与声明
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# 第十八条 (1)好的接口很容易被正确使用，不容易被误用。你应该在你的所有接口中努力达成这些性质；“促进正确使用”的办法包括接口的一致性，以及与内置类型的行为兼容；(2)“阻止误用”的办法包括建立新类型、限制类型上的操作，束缚对象值，以及消除客户的资源管理责任；tr1::shared_ptr支持定制型删除器。这可防范DLL问题，可被用来自动解除互斥锁等等。
# 第十九条 (1)Class的设计就是type的设计。在定义一个新type之前，晴确定你已经考虑过本条款所付款的所有讨论主题。
# 第二十条 (1)尽量以pass-by-reference-to-const替换pass-by-value。前者通常比较高效，并可避免切割问题；(2)以上规则并不适用于内置类型，以及STL的迭代器和函数对象。对它们而言，pass-by-value往往比较适当。（引用往往是通过指针实现的，内置类型多了一次寻址操作，STL以传递值实现的，并且设计者有考虑切割问题影响，迭代器内部一般是裸指针）
1. 当一个derived class对象以by value方式传递并被视为一个base class对象，base class 的copy构造函数会被调用，而这行为会导致derived class的特化性质全被切割掉了，只留下一个base class对象。（函数参数是base class，以base class的引用方式传递参数，不会被切割）
# 第二十一条 (1)绝对不要返回pointer或reference指向一个local stack对象，或返回reference指向一个heap-allocated对象，或返回pointer或reference指向一个local static对象而有可能同时需要多个这样的对象。条款4已经为“在单线程环境中合理返回reference指向一个local static对象”提供了一份设计实例。
# 第二十二条 （1）切记将成员变量声明为private。这可赋予客户访问数据的一致性、可细微划分访问控制、允诺约束条件获得保证，并提供class作者以充分的实现弹性；（2）protected并不比public更具封装性。
1. 没有成员变量为public，因此public里面每一样接口都是函数，客户不需要记住要不要小括号。（一致性）
2. 使用函数可以对成员变量的处理有更精确的控制，只读，只写，读写。
3. 封装，日后修改了这个成员变量，客户不会发现。
4. 可以为所有可能的实现提供弹性。比如保存平均速度和获取才进行计算平均速度。
5. 其实只有两种访问权限：private（提供封装）和其他（不提供封装）
# 第二十三条 （1）宁可拿non-member non-friend函数替换member函数。这样做可以增加封装性、包裹弹性和机能扩充性。
1. 愈多东西被封装，我们改变那些东西的那个能力也就愈大，封装使我们能够改变事物而只影响有限客户。
2. member函数、non-member、non-friend中后两者导致更大的封装性，因为它并不增加能够访问class内之private成分的函数数量。
3. 命名空间可以跨文件，因此对于Webbroswer，可以将cookies相关便利函数声明于一个头文件，将书签便利函数声明于另一个头文件，实现对客户来说的功能分离，这也是C++标准库的组织方式。也可以添加新的头文件实现新的便利函数和功能。
# 第二十四条 （1）如果你需要为某个函数的所有参数（包括被this指针所指的那个隐喻参数）进行类型转换，那么这个函数必须是个non-member。
1. 只有当参数被列于参数列内，这个参数才是隐式类型转换的合格参与者。
2. class Rational{
public:
...
const Rational operator*(const Rational& rhs) const;
}
const Rational operator*(const Rational& lhs,const Rational& rhs)
{
return Rational(lhs.numerator()*rhs.numerator(),lhs.denominator()*rhss.denominator);
}
可以实现下面语句的编译成功：
Rational oneFourth(1,4);
Rational result;
result = onFourth * 2;
result = 2 * oneFourth;
# 第二十五条 （1）当std::swap对你的类型效率不高时，提供一个swap成员函数，并确定这个函数不抛出异常。（比如只用复制对象中的指针而不用交换整个对象）（2）如果你提供一个member swap，也该提供一个non-member swap用来调用前者。对于classes（而非templates），也请特化std::swap。（用non-member swap调用member swap，保持与STL的一致性，一般non-member无法访问classes内部的private成员）（3）调用swap时应针对std::swap使用using声明式，然后调用swap并且不带任何“命名空间资格修饰”。（4）为“用户定义类型”进行std::templates全特化是好的，但千万不要尝试在std内加入某些对std而言全新的东西。
1. c++只允许对class template偏特化，在function templates身上偏特化是行不通的。
2. 客户可以全特化std内的templates，但不可以添加新的templates到std里头。
3. swap效率不足，尝试做以下事情：提供一个public swap成员函数，让它高效的置换你的类型的两个对象值。这个函数不能抛出异常；在你的class或template所在的命名空间内提供一个non-memeber swap，并令它调用上述swap函数；假如你编写的不是模板类，可以为你的class特化std::swap，并令它调用你的成员函数。
示例：
namespace std{
template<>
void swap<Widget>(Widget &a,Widget &b)
{
a.swap(b);
}
}
namespace WidgetStuff{
template<typename T>
class Widget{...};
...
template<typename T>
{
void swap(Widget<T> &a,Widget<T> &b)
{
a.swap(b);
}
}
}
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# 实现
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# 第二十六条 （1）尽可能延后变量定义式的出现。这样做可增加程序的清晰度并改善程序效率。
1. 尽可能延后，延后变量的定义，甚至延后这份定义直到能够给它初值实参为止。可以避免构造非必要对象，还可以避免无意义的default构造行为。
# 第二十七条 （1）如果可以，尽量避免转型，特别是在注重效率的代码中避免dynamic_cast。如果有个设计需要转型动作，试着发展无需转型的替代设计。（2）如果转型是必要的，试着将它隐藏于某个函数背后。客户随后可以调用该函数，而不需要将转型放进他们自己的代码内。（3）宁可使用C++-style转型，不要使用旧式转型。前者很容易辨识出来，而且也比较有着分门别类的职责。
1. 旧式转型：(T)expression T(expression)
新式转型：
const_cast<T>(expression):将对象的常量性移除
dynamic_cast<T>(expression):安全向下转型，比如父类指针转子类，无法由旧式语法完成，耗费重大运行成本。
reinterpret_cast<T>(expression):执行低级转型，动作取决于编译器，也就是不可移植。
static_cast<T>(expression):隐式转换，但无法将const转为non-const
2. 对象的布局方式和它们的地址计算方式随编译器的不同而不同，那意味“由于知道对象如何布局”而设计的额转型，在某一平台行得通，在其他平台不一定行得通。
3. 在derived-class的虚函数中调用base-class的虚函数：
specialWindow : public Window
static_cast<Window>(*this).onResize();实际是在*this产生的一个只有base成分的副本上进行的调用，正确做法是Window::onResize();
4. dynamic_cast，通常是您想在一个你认定为derived class对象身上执行derived class操作函数，但你的受伤却只有一个“指向base”的pointer或reference。这个类型转换会进行类名的strcmp。避免方式：声明包含derived class的容器，可以声明多个；对某个derived class的函数在base class中提供一份缺省代码实现。一定要记住：避免连串的dynamic_cast。
# 第二十八条 （1）避免返回handles（包括reference、指针、迭代器）指向对象内部。遵守这个条款可增加封装性，帮助const成员函数的行为像个const，并将发生“虚吊号码牌”的可能性降至最低。
1. 函数返回一个handle代表对象内部成分总是危险的，不论是指针、迭代器、reference，也不论是否为const，因为暴露在handle比其所指对象更长寿的风险下。
# 第二十九条 （1）异常安全函数即使发生异常也不会泄漏资源或允许任何数据结构败坏。这样的函数分为三种可能的保证：基本型、强烈型、不抛异常型。（2）“强烈保证”往往能够以copy-and-swap实现出来，但“强烈保证”并非对所有函数都可实现或具备现实意义。（3）函数提供的“异常安全保证”通常最高只等于其所调用之各个函数的“异常安全保证”中的最弱者。
1. 异常安全函数提供三个保证：
-基本承诺：如果异常抛出，程序内任何事物仍然保持有有效状态下，如回到之前的状态或者变更到缺省状态。
-强烈保证：如果抛出异常，程序状态不改变。函数成功就是完全成功，函数失败，就会回复导致到之前的状态。
-不抛掷保证，承诺绝不抛出异常。
# 第三十条 （1）将大多数inlining限制再小型、被频繁啊调用的函数身上。这可使以后的调试过程和二进制升级更容易，也可使潜在的代码膨胀问题最小化，使程序的速度提升机会最大化。（2）不要只因为function templates出现在头文件，就将他们声明为inline。
1. 对虚函数的调用也会使inline落空。
2. 编译器通常部队“通过函数指针而进行的调用”实施inlining。
3. 如果f是程序库内的一个inline函数，客户将“f函数本体”编进其程序中，一旦程序库设计者改变f，所有用到f的客户端程序都必须重新编译。如果f是non-inline函数，一旦有修改，重新连接即可。、
# 第三十一条 （1）支持“编译依存最小化”的一般构想是：相依于声明式，不要相依于定义式。基于此构想的两个手段是Handle classes和Interface classes。（2）程序库文件应该以“完全且仅有声明式”的形式存在。这种做法不论是否涉及template都适用。
1. 如果使用object reference 或object pointers可以完成任务，就不要使用objects。你可以只靠一个类型声明式就定义出指向该类型的reference和pointers；但如果定义某类型的objects，就需要用到该类型的定义式。
2. 如果能偶，尽量以class声明式替换class定义式。当你声明一个函数而用到某个class时，不需要该class的定义式，即使以pass by value形式传递。但是调用函数前，class的定义式需要曝光。
3. 为声明式和定义式提供不同的头文件，例如<iosfwd>内涵iostream各组件的声明式，但对应的定义分布在若干不同的头文件内，包括<sstream>,<fstream>,<iostream>,<streambuf>。
4. Handle class（内涵impl具体实现类的指针） 和 Interface classes（抽象类接口）解除了接口和实现之间的耦合关系，降低文件之间的编译依存性。前者会增加指针的大小，以及承受因动态分配内存而来的额外开销。而后者会承受虚函数的开销，对象内含一个vptr指针，间接跳跃成本。
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# 继承与面向对象设计
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# 第三十二条 （1）"public继承"意味is-a。适用于base classes身上的每一件事情一定也适用于derived classes身上，因为每一个derived class对象也都是一个base class对象。
1. 企鹅是一只鸟，但是不会飞；正方形是一种矩形，但是应用在矩形上的东西不能应用在正方形身上，比如改变宽度。因此以public塑膜他们之间的关系并不正确。
# 第三十三条 （1）derived classes内的名称会遮掩base classes内的名称。在public继承下从来没有人希望如此。（2）为了让被遮掩的名称再见天日，可使用using声明式或转交函数。
1. using Base::mf1;
2. virtual void mf1()
{
Base::mf1();
}
# 第三十四条 （1）接口继承和实现继承不同。在public继承之下，derived classes总是继承base class的接口。（2）pure virtual函数只具体指定接口继承。（3）简朴的impure virtual函数具体指定接口继承和缺省实现继承。（4）non-virtual函数具体指定接口继承以及强制性实现继承。
1. 声明一个pure virtual函数的目的是为了让derived classes只继承函数接口。但是可以为pure virtual提供缺省实现，调用时明确指出其class名称即可。
2. 声明简朴的impure virtual函数的目的，是让derived classes继承该函数的接口和缺省实现。
3. 声明non-virtual函数的目的是为了令derived classes继承函数的接口及一份强制性实现。
# 第三十五条 （1）virtual函数的替代方案包括NVI手法及Strategy设计模式的多种形式。NVI手法自身是一个特殊形式的Template Method设计模式。（2）将机能从成员函数移到class外部函数，带来的一个缺点是，非成员函数无法访问class的non-public成员。（3）tr1::function对象的行为就像一般函数指针。这样的对象可接纳“与给定之目标签名式兼容”的所有可调用物。
1. 通过public non-virtual成员函数间接调用private virtual函数，称为non-virtual interface手法。她是所谓的template method的一个独特表现形式。该non-virtual称为virtual函数的外覆器。
2. 由函数指针实现的策略模式：
class GameCharacter;
int defaultHealthCalc(cconst GameCharacter& gc);
class GameCharacter{
public:
typedef int (*HealthCalcFunc)(const GameCharacter&);
explict GameCharacter(HealthCalcFunc hcf = defaultHealthCalc) : HealthFunc(hcf)
{}
int healthValue() const
{
return healthFunc(*this);
}
...
private:
HealthCalcFunc healthFunc;
}
-同一人物类型之不同实体可以有不同的健康计算函数。
-某已知人物之健康计算函数可在运行期变更，重新set函数指针即可。
-如果用到non-public成员，外部的健康函数可能会设置为友元，降低封装性。因此要根据设计情况的不同进行不同的选择。
3. 如果以tr1::function替换函数指针，允许客户在计算时使用任何兼容的可调用物。
std::tr1::function<int (const FameCharacter&)>，可调用物的参数可被隐式转换为const GameCharacter&，而其返回类型可被隐式转换为int。
short calcHealth(const GameCharacter&);
EilBadGuy ebg1(calcHealth);
struct HealthCalculator{
int operator()(const GameCharacter&) const
{...}
}
EvilBadGuy ebg2(HealthCalculator());
class GameLevel{
public:
float health(const GameCharacter&) const;
}
GameLevel currentLevel;
...
EvilBadGuy ebg3(std::tr1::bind(&GameLevel::health,currentLevel,_1));
4. 标准策略模式做法：人物base class中含有健康函数的base class的指针，并且健康函数和人物可以被derived class派生。在构造人物时，可以以不同的健康计算类作为参数。
5. 当你为解决问题而寻找某个设计方法时，不妨考虑virtual 函数的替代方案，
-使用non-virtual interface手法，Template Method设计模式的一种特殊形式。它以public non-virtual成员函数包裹较低访问性的virtual函数。
-将virtual函数替换为“函数指针成员变量"，这是Strategy设计模式的一种分解表现形式。
-tr1::function成员变量替换virtual函数，因而允许使用任何可调用物搭配一个兼容于需求的签名式。这也是Strategy设计模式的某种形式。
-将继承体系内的virtual函数替换为另一个继承体系内的virtual函数，这是Strategy设计模式的传统实现手法。
# 第三十六条 （1）绝对不要重新定义继承而来的non-virtual函数。
1. non-virtual函数是静态绑定的，因此指针调用时，调用的是指针定义的类型。
2. 任何情况下都不应该重新定义一个继承而来的non-virtual函数。
# 第三十七条 （1）绝对不要重新定义一个继承而来的缺省参数值，因为缺省参数值都是静态绑定，而virtual函数--你唯一应该覆写的东西--却是动态绑定。
1. virtual函数是动态绑定，而缺省参数值却是静态绑定的。因此base ptr指向derived class，调用derived class 的virtual函数，会使用base class中virtual函数的缺省参数值。
2. 以NVI的手法给non-virtual函数默认参数值，可以避免代码重复以及缺省值修改导致的大量修改。
# 第三十八条 （1）复合的意义和public继承完全不同。（2）在应用域，复合意味着has-a。在实现域，复合意味着is-implemented-in-terms-of（根据某物实现出）。
1. 复合有两个意义。复合意味着has-a（有一个）或is-implemented-in-terms-of（根据某物实现出）。一般前者在应用域表现出来，比如人、汽车、一张张视频画面。后者在实现域中表现出来，比如缓冲区，互斥器，查找树。
2. set在效率要求不高，空间占有要求高的情况下，可以使用list实现，但是用继承的意义是set is-a list，是不符合实际的，因此可以用复合，以is-implemented-in-terms-of的方式实现自定义set。
# 第三十九条 （1）private继承意味is-implemented-in-terms-of。它通常比复合的级别低。但是当derived class需要访问protected base class的成员，或需要重新定义继承而来的virtual函数时，这么设计是合理的。（2）和复合不同，private继承可以造成empty base最优化。这对致力于“对象尺寸最小化”的程序库开发者而言，可能很重要。
1. D 以private继承B，意思是D对象根据B对象实现而得，再没有其他意涵了，也即意味着is-implemented-in-terms-of，刚才指出复合的意义也是这样。两者之间尽可能用复合，而不是private继承。
2. 阻止derived classes重新定义virtual函数的能力，在Widget中复合WidgetTimer（继承自Timer，其中的虚函数onTick不可在Widget的派生类中被继承）。
3. 空白基类最优化：复合的形式包含空白类，其会占用一定的大小，而以private继承空白基类，其derived class中基类不会占用内存的大小。
4. 当你面对“并不存在is-a关系”的两个classes，其中一个需要访问另一个的protected成员，或需要重新定义其一或多个virtual函数，private继承极有可能成为正统设计策略。
# 第四十条 （1）多重继承比单一继承复杂。它可能导致新的歧义性，以及对virtual继承的需要。（2）virtual继承会增加大小、速度、初始化（及赋值）复杂度等等成本。如果virtual base classes不带任何数据，将是最具实用价值的情况。（3）多重继承的确有政党用途。其中一个情节设计“public继承某个Interface class”和“private继承某个协助实现的class”的两相组合。
1. 多重继承的两个观点：单一继承是好的，多重继承一定更好；单一继承是好的，但多重继承不值得拥有。
2. c++解析重载函数调用的规则：首先确认这个函数对此调用之言是最佳匹配，找出最佳匹配函数后才检验其可取用性。
3. virtual继承的那些classes所产生的对象往往体积更大，访问virtual base classes的成员变量的速度也更慢，virtual base classes初始化的规则比起non-virtual bases的情况远为复杂。建议：非必要不使用virtual base classes；如果必须使用virtual base classes，尽可能避免在其中放置数据，这样你就不用担心这些classes身上的初始化所带来的诡异事情了。
4. 第三条建议的情况：IPerson作为抽象类提供接口，PersonInfo有若干函数可以帮助Cperson比较容易实现出来，因此使CPerson public继承IPerson，private继承PersonInfo是一种比较恰当的方式。
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# 模板与泛型编程
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# 第四十一条 （1）classes和templates都支持接口和多态。（2）对class而言接口是显式的，以函数签名为中心。多态则是通过virtual函数发生于运行期。（3）对template参数而言，接口是隐式的，奠基于有效表达式。多态则是通过template具现化和函数重载解析发生于编译器。
1. Templates及泛型编程的世界，与面向对象有根本上的不同。在此世界中显式接口和运行期多态仍然存在，但重要性降低。反倒是隐式接口和编译期多态移到前头了。
2. 加诸于template参数身上的隐式接口，就像加诸于class对象身上的显式接口一样真实，而且两者都在编译期完成检查。就像你无法以一种“class提供之显式接口”的方式来使用对象（代码无法通过编译），你也无法在template中使用“不支持template所要求之隐式接口”的对象（代码一样通不过编译）。
# 第四十二条 （1）声明template参数时，前缀关键字class和typename可互换。（2）请使用关键字typename标识嵌套从属类型名称；但不得在base class lists或member initialization list内以他作为base class修饰符。
1. 在template声明式中，class和typename没有什么不同。
2. template内出现的名称如果相依于某个template参数，称之为从属名称。如C::const_iterator，解析器遇到嵌套从属名称，它便假设这名称不是个类型，除非你告诉他是。因此需要紧邻它放置关键字typename，如typename C::const_iterator iter(container.begin());
3. typename必须作为嵌套从属 类型名称的前缀词-这一规则的例外是，typename不可以出现在base classes lists 和 member initialization list内的嵌套从属名称之前。
template<typename T>
class Derived: public Base<T>::Nested{
public:
explicit Derived(int x) : Base<T>::Nested(x)
{
typename Base<T>Nested temp;
...
}
}
4. 获取迭代器所指对象的实现：
typename std::iterator_traits<IterT>::value_type temp(*iter);
或者：一劳永逸
typedef typename std::iterator_traits<IterT>::value_type value_type;
value_type temp(*iter);
# 第四十三条 （1）可在derived class template内通过“this->”指涉base class template内的成员名称，或藉由一个明白写出的“base class资格修饰符”完成。
1. 编译器拒绝在templatized base classes内寻找继承而来的名称，因为它知道base class templates有可能被特化，而哪个特化版本可能不提供和一般性template相同的接口。
2. 令C++不进入templatized base classes观察的行为失效：
在调用前加上this->,this->sendClear();使用using声明式：using MasgSender<Company>::SendClear;明白指出被调用的函数位于base class内，MsgSender<Company>::senClear(info);这三种方法均是对编译器承诺“base class template”的任何特化版本都将支持其一般版本所提供的接口。加入有特化版本没有提供这样的接口，那么最终使用该特化版本还是会编译失败。
# 第四十四条 （1）Template生成多个classes和多个函数，所以任何template代码都不该与某个造成膨胀的template参数产生相依关系。（2）因非类型模板参数（non-type template parameters）而造成的代码膨胀，往往可消除，做法是以函数参数或class成员变量替换template参数。（3）因类型参数（type parameters）而造成的代码膨胀，往往可降低，做法是让带有完全相同二进制表述的具现类型共享实现码。
1. 2中可以将模型类型的数据以参数的方式传入要调用的函数，但是这种方式在有很多这样的复用代码时不太友好，因此一般采用class成员变量来保存template参数数据的方法。
template<typename T>
class SquareMatrixBase{
protected:
SquareMatrixBase(std::size_t n,T* pMem):size(n), pData(pMem){}
void setDataPtr(T* ptr){pData = ptr;}
...
private:
std::size_t size;
T* pData;
}
//以成员变量的方式储存
template<typename T, std::size_t n>
class SquareMatrix: private SQuareMatrixBase<T>{
public:
SquareMatrix():SquareMatrixBase<T>(n,data){}
...
private:
T data[n*n];
}
//存放在堆上的内存
template<typename T, std::size_t n>
class SquareMatrix: private SQuareMatrixBase<T>{
public:
SquareMatrix():SquareMatrixBase<T>(n,0)， pData(new T[n*n]){
this->setDataPtr(pData.get());
}
...
private:
boost::scope_array<T> pData;//scope_array 可以包装在堆上动态分配的数据，保证可以正确的释放
}
2. 3中，比如vector<int> vector<long>的成员函数有可能完全相同，某些连接器会合并完全相同的函数实现码，但有些不会。
# 第四十五条 （1）请使用member function template（成员函数模板）生成“可接受所有兼容类型”的函数。（2）如果你声明member templates用于“泛化copy构造”或“泛化assignment操作”，你还是需要声明正常的copy构造函数和copy assignment操作符。
1. 带有base-derived关系的B，D两类型分别具现化某个template，产生出来的两个具现体并不带有base-derived关系。Middle：public Top,但是SmartPtr<Top> 的指针并不能隐式的指向SmartPtr<Middle>。
2. 泛化构造函数：根据对象u创建对象v，而u和v的类型是同一个template的不同具现体，有时我们称之为泛化copy构造函数。
template<typename T>
class SmartPtr{
public:
template<typename U>
(const SmartPtr<U>& other):heldPtr(other.get()){...}
T* get() const{return heldPtr;}
...
private:
T* heldPtr;
}
3. 声明泛化copy构造函数并不会阻止编译器生成它们自己的copy构造函数，所以如果你想要控制copy构造的方方面面，你必须同时声明泛化copy构造函数和“正常的”copy构造函数。相同规则也适用于赋值（assignment）操作。
# 第四十六条 （1）当我们编写一个class template，而它所提供之“与此template相关的”函数支持“所有参数之隐式类型转换“时，请将那些函数定义为”class template“内部的firneds函数。
1. template class内的frined声明式可以指涉某个特定函数。class被具现出后，其友元函数也被具现出来。但是class 外部的operator* template无法提供定义式，因此会链接失败，外卖有责任在class提供其定义式。
template<typename T>
class Rational{
public:
...
frined Rational operator*(const Rational& lhs, const Rational &rhs)
{
return Rational(lhs.numerator()*rhs.numerator(),lhs.denominator()*rhs.denominator());
}
};
template<typename T>
const Rational<T> operator*(const Rational<T> &lhs, const Rational<T> &rhs)
{...}
2. 为了使inline带来的冲击最小化，令friends函数调用辅助函数（模板函数）。
# 第四十七条 （1）Traits classes使得”类型相关信息“在编译期可用。它们以templates和”templates特化“完成实现。（2）整合重载技术后，traits classes有可能在编译期对类型执行if_else测试。
1. iterator_traits获取迭代器类型：list 迭代器
template<...>
class list{
public:
class iterator{
public:
typedef bidirectional_iterator_tag iterator_category;
}
};
template<typename IterT>
struct iterator_traits{
typedef typename IterT::itertor_category itertor_category;
...
};
//偏特化处理内置指针
template<typename IterT>
struct iterator_traits<IterT*>
{
typedef random_access_iterator_tag iterator_category;
...
};
2. 使用traits class
-建立一组重载函数或函数模板，彼此间的差异只在于各自的traits参数。
-建立一个控制函数或函数模板，它调用上述那些重载函数并从传递traits class所提供的信息。
例如：
template<typename IterT, typename DistT>
void doAdvance(IterT& iter, DistT d,std::random_acess_iterator_tag)
{
iter+=d;
}
template<typename IterT, typename DistT>
void doAdvance(IterT& iter, DistT d,std::bidirectional_iterator_tag)
{
if(d >= 0)
{
while(d--)
{
++iter;
}
}
else
{
while(d++)
{
--iter;
}
}
}
template<typename IterT, typename DistT>
void doAdvance(IterT& iter, DistT d,std::input_iterator_tag)
{
if(d < 0)
{
throw std::out_of_range("Negative distance");
}
while(d--)
{
++iter;
}
}
//由于forward output iterator继承自input_iterator_tag，因此上述版本可用处理这三种迭代器。
//调用：
template<typename IterT, typename DistT>
void adcance(IterT& iter,DistT d)
{
doAdvance(iter,d,typename std::iterator_traits<IterT>::iterator_category());
}
3. 效率更低的typeid版本：
template<typename IterT, typename DistT>
void advance(IterT& iter, DistT d)
{
if(typeid(typename std::iterator_traits<IterT>::iterator_category) ==
typeid(std::random_access_iterator_tag))
{
iter += d;
}
else
{
id(d >= 0){while(d--) ++iter;}
else{while(d++) --iter;}
}
}
# 第四十八条 (1)TMP可将工作由运行期移往编译期，因而得以实现早期错误侦测和更高执行效率。（2）TMP可被用来生成”基于政策选择组合“的客户定制代码，也可用来避免生成对某些特殊类型并颁布适合的代码。
1. template metaprogramming（TMP模板元编程）是编写template-based c++程序并执行于编译期的过程。
2. 编译器必须保证所有源码都有效，即使不会执行起来的代码，比如在typeid版本的list的调用中会编译失败。因为编译器认为在运行期，可能给list的迭代器+10，进行错误的操作。
3. TMP求n的阶乘：
template<unsigned n>
struct Factorial{
enum{value = n*Factorial<n-1>::value};
};
template<>
struct Factorial<0>{
enum{value = 1;};
}
# ======
# 定制new 和 delete
# ======
# 第四十九条 （1）set_new_handler允许客户指定一个函数，在内存分配无法获得满足时被调用。（2）nothrow new是一个颇为局限性的工具，因为它只适用于内存分配；后继的构造函数调用还是可能抛出异常。
1. RAII：
class NewHandlerHolder{
public:
explicit NewHandlerHolder(std::new_handler nh) : handler(nh){}
~NewHandlerHolder()
{std::set_new_handler(handler);}
private:
std::new_handler handler;
NewHandlerHolder(const NewHandlerHolder&);
NewHandlerHolder& operator=(const NewHandlerHolder&);
};
//使用
NewHandlerHolder h(std::set_new_handler(currentHandler));
//执行后使用currentHandler,并将之前的保存到NewHandlerHolder中，当析构时，会再将之前的运行set_new_handler进行复原。
2. nothrow new对异常的强制保证性并不高，只保证不会在operator new中抛出异常，但是构造函数可能会。Widget *pw2 = new(std::nothrow) Widget;因此无论使用哪种形式的new，都需要了解new-handler的行为。
# 第五十条（1）有许多理由需要写个自定的new和delete，包括改善效能、对heap运用错误进行调试、手机heap使用信息。
1. 替换缺省的new delete：
-为了检测运行错误
-为了收集动态分配内存之使用统计信息
-为了增加分配和归还的速度。
-为了降低缺省内存管理器带来的空间额外开销
-为了弥补缺省分配器中的非最佳齐位
-为了将相关对象成簇集中
-为了获得非传统的行为
# 第五十一条 (1)operator new应该内含一个无穷循环，并在其中尝试分配内存，如果它无法满足内存需求，就该调用new-handler。它也应该有能力处理0 byte申请。Class专属版本则还应该处理“比正确大小更大的错误申请”。（2）operator delete应该在收到null指针时不做任何事。CLass专属版本则还应该处理“比正确大小更大的（错误）申请”。
# 第五十二条 （1）当你写一个placement operator new,请确定也写出了对应的placement operator delete。如果没有这样做，你的程序可能会发生隐微而时断时续的内存泄漏。（2）当你声明placement new和place delete，请确定不要无意识地掩盖了他们的正常版本。
1. 如果operator new接受的参数除了一定会有的那个size_t之外还有其他，这便是所谓的placement new。众多placement new版本中特别有用的一个是“接受一个指针指向对象该被构造之处”，长相如下：void *operator new(std::size_t,void* pMemory);当人们谈到palcement new，大多数时候他们谈的是此一特定版本。
2. placement delete只有在“伴随placement new调用而触发的构造函数”出现异常时才会被调用，正常delete对象调用的是正常形式的operator delete。
3. 注意class函数名称的掩盖问题：在base class中声明唯一一个place operator new，则发现其无法使用正常形式的operator new。同样也有derived class中声明的operator new掩盖base class中的。
缺省情况下C++在global作用域中提供一下形式的operator：
void* operator new(std::size_t) throw(std::bad_alloc);//normal new
void* operator new(std::size_t,void*) throw();//placement new
void* operator new(std::size_t,const std::nothrow_t&) throw;//nothrow new
简单的做法：可以建立一个base class，内含所有正常形式的new和delete，凡是想自定义形式扩充标准形式的客户，可以利用继承机制或者using声明式取得标准形式。
# ======
# 杂项讨论
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# 第五十三条 （1）严肃对待编译器发出的警告信息。努力在你的编译器的最高警告级别下争取“无任何警告”的荣誉。（2）不要过度依赖编译器的报警能力，因为不同的编译器对待事情的态度并不相同。一旦移植到另一个编译器上，你原本依赖的警告信息有可能消失。
1. 名称的遮掩：
class B{
public:
virtual void f() const;
};
class D : public B{
public:
virtual void f();
};
警告：因为虚函数类型不一样，未实现虚函数的覆写，遮掩了base class中的f;
# 第五十四条 （1）C++标准程序库的主要机能由STL、iostream、locales组成。并包含C99标准程序库。（2）TR1添加了智能指针（例如tr1::shared_ptr）、一般化函数指针（tr1::function）、hash-based容器、正则表达式以及另外10个组件的支持。（3）TR1自身只是一种规范。为获得TR1提供的好处，你需要一份实物。一个好的实物来源是Boost。
1. TR1代表“Technical Report 1”,那是c++程序库构造小组对该份文档的称呼。不熟悉TR1机能而却奢望成为一位高效的C++程序员是不可能的，因为TR1提供的机几乎对每一种程序库和每一种应用程序都带来利益。
2. 本书的TR1组件
-智能指针
-tr1::function
-tr1::bind
第一组：互不相干的独立机能：Hash Tables 用来实现sets,multisets,maps和multi-maps;正则表达式；Tuples，pair template的新一代制品，pair只能持有两个对象，tr1::tuple可持有任意个数的对象；tr1::array,一个支持成员函数如begin、end的数组，但它大小固定，并不使用动态内存；tr1::mem_fn,这是个语句构造上与成员函数指针一致的东西；tr1::reference_wrapper，一个让references的行为更像对象的设施；随机数生成工具；数学特殊函数；C99兼容扩充。
第二组：template编程技术：Type traits；tr1::result_of。
# 第五十五条 （1）Boost是一个社群，也是一个网站。致力于免费、源码开放、同僚复审的C++程序库开发。Boost在C++标准化过程中扮演深具影响力的角色。（2）Boost提供许多TR1组件实现品，以及其他许多程序库。
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