《Effective C++》读书笔记（二）

拼搏现实的明天。 2022-08-04 13:40 272阅读 0赞

# 一.资源管理 #

资源管理就是我们申请的资源，不管是内存，互斥锁，文件等等，使用过后，都需要归还给系统。C++没有自带的垃圾回收机制，所以自己把握好资源管理是很重要的！

## 13.以对象管理资源: ##

a) 将一个对象所需要的所有资源放到对象内部，在对象初始化的时候分配资源，并且在对象被销毁的时候将资源释放。

b) 我们通常new一个对象，然后通过指针指向对象，在用过后delete掉。但是有时候会忘记delete，或者在delete前函数return了，这时候，这个指针没了，那这个对象的内存空间就泄露了。对于这种情况，可以使用auto\_ptr来解决。

c) atuo\_ptr，智能指针。当auto\_ptr被销毁的时候，会自动释放auto\_ptr所指向的内容。换句话说，auto\_ptr指针指向的内容不需要我们delete，当超出函数作用域，auto\_ptr自动销毁，会直接使其所指的对象也销毁。但是auto\_ptr的性质决定了其另一个特性，如果auto\_ptr进行拷贝或者赋值的话，原来的auto\_ptr会被置空。

d) 比auto\_ptr更好的为shared\_ptr，和auto\_ptr用法相同，但是shared\_ptr有引用计数机制，当引用计数为0才会清理资源。

e) auto\_ptr的机制比较蛋疼，所以常用的还是shared\_ptr。不过注意两者都是进行delete，而不是delete\[\]操作，所以指向的对象是一个对象，对于一组对象，最好使用vector或者自己DIY一个资源管理类。

## 14.在资源管理类中小心coping行为： ##

（RAII—Resource Acquisition Is Initialization初始化时获得资源）

如果一个对象中管理了一系列资源，当这个对象被拷贝时，我们就得好好考虑一下了。

a) 禁止复制，这个最简单粗暴，直接拷贝构造函数私有化。

b) 对底层资源采用引用计数法，reference-count

c) 复制底部资源，直接拷贝一份资源给新的资源管理对象。

d) 转移资源拥有权，即原本的资源管理对象管理的资源管理权转移给对象，原本管理权清空。

## 15.在资源管理类中提供对原始资源的访问： ##

a) 虽然我们使用资源管理类将资源封装了起来，但是绝大多数的api是不会认得我们自己的资源管理类的，所以，要想使用这个资源，我们必须提供一个对外的接口，换句话说，需要提供资源的原始指针或者引用给外部。

b) 对于这种接口，可以提供显式的接口，比如get()方法，获得原始的指针或引用。而更方便的做法是提供一个隐式转化的函数（实现的话采用operator重载）。两者均可，显式转化比较安全，隐式转化比较方便。

## 16.成对使用new和delete时要采用相同的形式： ##

这条比较简单，就是new出一个的时候，delete一个，而new出一组的时候，delete也要释放一组。就是当new时使用\[\]时，delete也要加上\[\]。

## 17.以独立语句将newed对象置入智能指针： ##

这个也比较简单干脆。就是先new出来一个对象，然后再把它放入智能指针中，不要把这些操作放在一个语句中，不然，如果中途出现异常，new出来的对象为空，很难察觉。

# 二.设计与声明 #

针对接口编程，而不是实现编程。所以接口是灰常重要的。我们设计接口的目的为：让接口容易被正确使用，不容易被误用。保证正确性，高效性，封装性，维护性，延展性以及协议的一致性。使用接口容易出错的话，不只是因为用的人不会用，设计接口的人也要负有责任。

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## 18.让接口容易被正确使用，不易被误用： ##

最简单的，如果一个函数接收一大串参数的话，如果类型不同，也许我们写错位置了编译会报错，如果类型相同，那么，即使写错了位置，编译时也不会报错，运行时就会出现意外的情况。所以个人感觉，能传结构体的还是用结构体传递参数吧，不然实在是太乱了。

关于资源管理的，接口内部是否会涉及到资源的申请以及释放，外部要怎么处理，这也是要注意的。

## 19.设计class犹如设计type： ##

如果把我们自己写的类当成一个内置的数据类型的话，好像有太多太多的东西我们没有考虑到。比如重载函数和操作符，控制内存分配，对象初始化和终结等。

a)对象如何被创建和释放

b)对象初始化和对象赋值有神马差别

c)如果对象被pass by value了，会发生什么

d)对象内容的合法值范围

e)是否需要考虑继承，如果继承了其他类，虚函数要怎么写，如果要给其他类继承，是否要声明虚函数，尤其是关于虚析构函数。

f)当面对转换类型时应该怎么办

g)什么样的操作符和函数是合理的

h)什么样的函数不应该暴露出去，什么样的系统自动生成的函数应该自己设为private防止暴露。是否需要友元函数

i)是否足够一般化，如果是一个type家族，考虑是否需要用模板

j)是否真的需要重新设计一个类，现有的类是否可以派生出现在的类

## 20.宁以pass-by-reference替换pass-by-value： ##

a) 通过值传递时，会调用拷贝构造函数构造一个对象的副本，当出了函数的作用域时，又会调用析构函数删除对象，比如一个复杂的对象，内部包含很多字段甚至还包含其他对象，那么，传递这样一个对象简直是灾难。

b) 而且，如果通过值传递参数，如果函数形参是一个基类对象，而实参是一个子类的对象，那么，这样传递进去的参数就会发生切割，即只保留了基类的副本（实参变成了一个基类的对象），而采用pass-by-reference则能够避免这种情况。

c) pass-by-reference时，一般都是需要使用const关键字限定参数的，即在函数内部不能够对传递进去的参数进行修改。当然，如果需要通过引用来返回结果的话，就不必用const了。

d) 当然，虽然pass-by-reference这么好用，也不是什么时候都要用这个的。当我们要传递的参数是一个内置数据类型时，使用传值可能会效率更高。而且对于STL迭代器和函数对象也是直接传递较好。

## 21.必须返回对象时，别妄想返回其reference： ##

上面说了，传递参数用reference或者pointer比较好，但是返回的时候，要怎么办，试想一下，一个本地对象，我们返回其reference或者pointer，但是函数结束了，该对象就销毁了，那我们如果再使用这个reference或者pointer，那么程序必崩无疑！！！

看《Effective C++》的作者写了好几个“尝试返回本地reference的反面教材”，有直接返回的，肯定崩；本地new一个再返回的，那么这个对象不会被合理析构，而且如果有连续调用就更麻烦；还有使用static对象的，这样更惨，static对象虽然表面上看起来获得的值不等，但是如果用==判等的话，是必定相等的。

所以，凡事必有两面性，凡事也都有存在的意义。该用什么就用什么，哪个合适就用什么，不要过火。

## 22.将成员变量声明为private: ##

a) 最直接的就是，如果成员变量为private，那么唯一访问成员变量的接口就是函数，这样可以省去不少麻烦，即所谓的封装。封装最直接的意义就在于可以对变量进行访问控制，比如只读，读写等等。进一步看，有了封装，如果内部成员改变，外部不需要进行改变，减少了耦合性。

b) 封装进一步的保证了“针对接口编程”，同样的一个类，内部存储了一系列属性，但是暴露给外部的接口就是这些，里面可以进行多种实现，为我们提供了灵活性。

c) 再一个灰常有用的地方，当成员变量被修改时，我们可以很容易的知道变量被修改了，因为改变变量的唯一方法就是这个函数，那么只要在这个函数里面动一点手脚就可以了。

d) 如果不进行封装，那些经常变动的东西被外部调用了，那么如果想要修改，就麻烦得多了。

e) protected类型并没有比public多多少封装性。虽然protected也可以提供封装，但是它对子类是public的，表面上看我们访问不到protected的内容，但是如果它改变了，那它所有的子类也都要遭殃。难怪有人说慎用protected呢！

## 23.宁以non-member&&non-friend替换member函数： ##

a) 虽然对象中的内容封装起来比较好，但是，对于变量的封装是一部分，而如果需要将多个成员函数一并调用时，再写一个成员函数包含这几个函数，效果却没有非成员函数接受对象，然后在非成员函数中一起调用多个函数效果好。

b) 这里所说的非成员函数指的是非本类的成员函数，可以是全局的函数，不属于任何一个类，也可以是另一个类的成员函数，注意不要是友元函数，友元函数破坏了封装性。

c) 为什么会这样:由于private已经把需要封装的东西封装起来了，暴露出去的接口应该都可以被使用，那么在内部再建立一个包含这些接口的函数并不能更好地再次封装，反而降低了灵活性。

d) 设计了一个类之后，可以用上述的方法，在同一个命名空间中加入一些配合类使用的工具函数，工具函数接受一个类的引用，然后组合调用类的一些方法，这些方法称为便利函数。这些便利函数可以和类在同一个文件中，这样比较方便，可以直接使用。也可以分别位于不同的头文件中，然后使用相同的命名空间即可，这样就可以简单引入一些头文件，而不是全部引入。

## 23.若所有参数都需要类型转换，请为此采用non-number函数： ##

a) 这个貌似关于运算符重载的时候发生得很多，还是一个例子比较容易看出来问题所在：

比如一个复数类支持\*运算符重载，operator\* ()，我们调用的时候经常是这样用的，obj1 \*obj2，但是实际上这个函数是这样调用的obj1.operator\*(obj2)。乍一看没有什么问题，但是，如果这样呢obj1.operator\*(非该类型的对象)，这是，第二个对象会被转化成该对象（前提是支持这种转化），那么操作还是可以进行的。但是，如果反过来，非该类型的对象\*obj1，就会变成这样：非该类型的对象.operator\*(obj1)，那么编译器就会找非该类型的对象是否有operator\*操作符，没有的话，找全局操作符，也没有，那么，好的，崩了。

b) 解决这样的问题，就是提供一个non-member函数，因为上面的 obj.operator\*(obj)等价于这种operator\*(operator1, operator2)，用这种函数就可以避免那种类型转换之后，找不到特定函数的特殊情况。其实个人感觉还是这种容易理解，上面那个抽象，而且容易出错。

## 24.考虑写出一个不抛异常的swap函数： ##

Swap函数，本来是stl里面的标准库函数，但是本人貌似基本木有用过。还是看一下这条吧，说实话，服了，这本书的作者真的是C++神级人物。

a)关于swap，简单来说就是交换两个对象（或者原生数据类型）。如果都是对象的话，那么直接赋值就好，但是，如果有指针或者引用的话，就要注意浅拷贝深拷贝的问题。但是，我们正常设计一个类的话，拷贝都设计成深拷贝的。而对于swap，并不需要深拷贝，他只要交换。

b)但是，所以按照深拷贝的方法，那会是新建两个对象，代价很大，最好的办法就是直接交换两个对象中的指针。我们可以考虑自己提供一个对象的swap函数。

c)直接用一个接受两个对象的non-member函数的话，由于要访问私有对象，没有办法实现。所以可以先设计一个member函数，然后用non-member函数调用这个函数。

d)做完这一步，并不算完，因为，你要确保调用swap调用的是我们写的这个版本的，而不是std的。用一个函数，将上面的non-member函数封起来，其中using std::swap。这样，直接调用swap的话，编译器会调用特化最好的swap，因为我们有定义这个函数，所以会调用我们自己写的那个swap，而如果没有这样的swap的话，就调用标准的那个swap，这个是STL里面那个模板定义的，不够特化，所以在有自己的swap时是不会调用这个的。注意调用swap时，不要加任何命名空间前缀。

f)不要对于std添加自定义的东东。

h)这个swap函数是为异常安全提供保障的，它本身绝对不要抛出异常。