第一章介绍 C++ 的一些基本方式。
1. 视 C++ 为一个语言联邦
现在 C++ 已经是个多重泛型编程语言,同时支持过程、面向对象、函数、泛型、元编程形式。将其视为语言联邦,主要有四个次语言:
-
C
区块、语句、预处理、内置数据类型、数组、指针都来自C。此时传值比传引用高效。 -
Object-Oriented C++
类(构造、析构函数)、封装、继承、多态、虚函数。传引用比传值高效。
-Template C++
新的编程范型:模板元编程 -
STL
容器、迭代器、算法、函数对象。传值更高效。
总结:
C++ 高效编程守则视状况而变化,取决于使用 C++ 的哪一部分。
2. 尽量以const, enum, inline 替换 #define
宁可以编译器替换预处理器。#define不被视为语言的一部分,所以编译出错时难以查找。如:
#define ASPECT_RATIO 1.653
应换为
const double AspectRatio = 1.653
此时AspectRatio会进入编译器的记号表,而且对于浮点数使用常量可能比 #define 码量更小。常量替换 #define 的两种特殊情况:
-
定义常量指针
例如定义一个常量的char *-based字符串:
-
class专属常量
为了将常量的作用域限制在class中,需将其设为class的一个成员;要确保其只有一份实体,需声明为static成员。
产生一整群函数,每个函数接受两个同型对象。
总结
- 对于单纯常量,最好以const对象或enums替换#define
- 对于形如函数的宏,最好改用inline函数替换#define
3. 尽可能使用const
关键词const 用于指定一个不该被改动的对象,加上这个约束后编译器会强制保证实施。所以只要某个值确定应该不变,就应该加上以得到编译器的帮助。
当const和指针组合时:
- const出现在星号左边——被指物是常量
- const出现在星号右边——指针自身是常量
- 两边都有——被指物和指针都是常量
以相对指针的位置来判断,所以以下两种写法相同:
当const和STL迭代器组合时:迭代器的作用就像是 T* 指针。const 迭代器 = T* const 指针,表示这个迭代器不得指向不同的东西,但所指对象的值可变。如:
当const和函数声明组合时:返回一个常量值
const成员函数
const用于成员函数是为了保证该函数可作用于const对象。这类函数重要的理由:
- 使class接口比较容易被理解
- 使操作const对象成为可能
错误在于企图对由const版的operator[]返回的const char &施行赋值。
const成员函数的两种概念:
-
bitwise constness认为成员函数只有在不更改对象的任何成员变量时才能称为const。所以const成员函数不能更改对象内任何non-static成员变量。
但一个更改了指针所指物的成员函数虽然不算const,若只有指针属于对象,那么不会引发编译错误。
最终改变了常量对象的值。
-
logical constness
由于存在以上的错误,这里主张一个const成员函数可以修改它所处理的对象内的某些bits。如:
在const和non-const成员函数中避免重复
有时候成员函数需要进行多个步骤,这就造成const和non-const成员函数存在大量重复:值得注意的是反向调用是错误的。用const调用non-const冒着对象被改的风险。
总结
- 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 constness,但编写程序时应使用概念上的常量性。
- 当const和non-const成员函数有着实质等价的实现时,令non-const版本调用const版本可避免代码重复。
4. 确定对象使用前已先被初始化
C++ 变量在声名时有时会被初始化有时不会,需手工完成。此时省去了default构造的过程,都进行copy构造。也可在列用default构造:
而且如果成员变量是const或reference就一定需要初值,不能被赋值。所以最简单的做法就是:总是使用成员初值列。
C++ 也有固定的成员初始化次序:基类早于子类,类的成员变量总是以其声明次序被初始化。
non-local static对象的初始化次序
所谓static对象,寿命从被构造出来到程序结束为止。也包括global对象,其中函数内的static对象为local的。它们的析构函数会在main函数结束时自动调用。此时就必须保证tfs在tempDir之前被初始化。正确的做法是 将每个non-local static对象搬到自己的专属函数内,即用local static对象替换non-local static对象。这么做的基础是:C++ 保证函数内static对象会在该函数被调用期间首次遇上该对象的定义式时被初始化。如:
现在使用函数返回的指向static对象的reference,而不再使用static对象自身。
所以为了避免初始化之前使用对象需要做:
- 手工初始化内置型non-member对象
- 使用成员初值列对付对象的所有成分
- 在初始化次序不确定时用函数返回的指向static对象的reference。
总结
- 为内置型对象进行手工初始化,C++不保证初始化。
- 构造函数最好使用成员初值列,不要再构造函数本体内用赋值操作。初值列列出的变量次序应与声明次序同
- 为免除“跨编译单元的初始化次序”问题,用local static对象替换non-local static对象。