有人說(shuō)C++程序員可以分為兩類，讀過(guò)《Effective C++》的和沒讀過(guò)的。無(wú)論此書是否對(duì)得起這樣的稱呼，毫無(wú)疑問(wèn)的是當(dāng)我閱讀完世界C++大師Scott Meyers成名之作之后，收獲之豐，難以言表。無(wú)論是從objected-oriented方面、template方面還是內(nèi)存管理方面，對(duì)我的整個(gè)C++觀的塑造和改變都是無(wú)與倫比的。
在國(guó)際上，本書所引起的反響，波及整個(gè)計(jì)算機(jī)技術(shù)的出版領(lǐng)域，余音至今未絕。幾乎在所有C++書籍的推薦名單上，《Effective C++》都會(huì)位居前列。作者高超的技術(shù)把握力、獨(dú)特的視角、獨(dú)具匠心的內(nèi)容組織，都受到極大的推崇和仿效。
本書不是讀完一遍就可以束之高閣的快餐讀物，也不是用以解決手邊問(wèn)題的參考手冊(cè)，而是需要您去反復(fù)閱讀體會(huì)的。因此，我選擇以此博客來(lái)記錄對(duì)本書第一遍閱讀后的理解，供日后參考。相信每次閱讀都會(huì)有不一樣的感悟。毫無(wú)疑問(wèn)的是，本書一定會(huì)陪伴我整個(gè)cpp生涯。

分享一句書中的話：真正稱得上庫(kù)程序者，必然穩(wěn)健強(qiáng)固。

一、讓自己習(xí)慣C++

1、視C++為一個(gè)聯(lián)邦語(yǔ)言

一開始C++只是C加上一些面向?qū)ο筇匦?。C++最初的名稱是C With CLasses。今天的C++已經(jīng)是個(gè)多重泛型編程語(yǔ)言，一個(gè)支持過(guò)程形式、面向?qū)ο笮问?、函?shù)形式、泛型形式、元編程形式的語(yǔ)言。將C++視為一個(gè)由相關(guān)語(yǔ)言組成的聯(lián)邦而非單一語(yǔ)言有助于理解該語(yǔ)言：

• C part of C++;
• Object-Oriented C++;
• Template C++;
• STL。

無(wú)論如何請(qǐng)記?。篊++高效編程守則視狀況而變化，取決于你使用C++的哪個(gè)部分。

2、盡量以const、enum、inline替換#define

當(dāng)我們使用#define PI 3.14159265語(yǔ)句進(jìn)行宏替換時(shí)，記號(hào)名稱PI可能也許從未被編譯器看見。于是當(dāng)你運(yùn)用此常量但獲得一個(gè)編譯錯(cuò)誤信息時(shí)，可能會(huì)因?yàn)殄e(cuò)誤信息提到的是3.14159265而不是PI而感到困惑。解決辦法就是以一個(gè)常量替換上述宏(#define)：

const double PI = 3.14159265;

值得注意的是如果要定義一個(gè)常量的char *-based字符串，必須寫const兩次：

const char * const authorName = "Scott Meyers";

當(dāng)然使用string對(duì)象通常比使用char *-based更合時(shí)宜：

const std::string authorName("Scott Meyers");

第二個(gè)值得注意的是class專屬常量：為確保常量的作用域限制于class內(nèi)且至多只有一份實(shí)體，必須讓它成為一個(gè)static成員：

class GamePlayer {
private:
    static const int NumTurns = 5;
    ......
}
//舊式編譯器也許不支持上述語(yǔ)法，就需要將NumTurns在類外定義：
const double GamePlayer::NumTurns = 5;

當(dāng)編譯器不支持在類內(nèi)初始化static const類型的變量而你必須使用這個(gè)變量時(shí)(例如用該變量初始化數(shù)組)，可以使用enum hack技術(shù)代替static const方法：

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

使用enum hack好處如下：

• 行為更似#define而非const(因?yàn)閏onst可以獲取指針，而enum hack無(wú)法獲取指針)；
• 許多代碼使用此技術(shù)，當(dāng)看到該用法時(shí)需要認(rèn)識(shí)。enum hack是模板元編程的基礎(chǔ)。

另一個(gè)常見的#define誤用情況是以它實(shí)現(xiàn)宏函數(shù)，宏函數(shù)看起來(lái)像函數(shù)，但不會(huì)招致函數(shù)調(diào)用帶來(lái)的額外開銷：

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

無(wú)論何時(shí)寫出這種宏函數(shù)，都必須記住為宏中的所有實(shí)參加上小括號(hào)。但是縱使加上小括號(hào)，也會(huì)發(fā)生預(yù)料之外的事情：

int a = 5, b = 0;
CALL_WITH_MAX(++a, b);          //a被累加兩次
CALL_WITH_MAX(++a, b + 10);     //a被累加一次

取代這種做法的行為是寫出一個(gè)template inline函數(shù)代替宏函數(shù)：

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

總結(jié)：

• const的好處在可以追蹤報(bào)錯(cuò)及作用域控制，但能夠被選取地址；
• enum hack不僅可以追蹤報(bào)錯(cuò)及作用域控制，還不可被選取地址；
• inline不僅可以擁有宏函數(shù)的效率，還不會(huì)出現(xiàn)意想不到的錯(cuò)誤。

3、盡可能使用const

const語(yǔ)法雖然變化多端，但并不高深莫測(cè)。如果關(guān)鍵字const出現(xiàn)在星號(hào)左邊，表示被指物是常量；如果出現(xiàn)在星號(hào)右邊，表示指針自身是常量；如果出現(xiàn)在星號(hào)兩邊，表示被指物和指針兩者都是常量。

如果希望迭代器所指的東西不可被改動(dòng)(即希望STL迭代器模擬一個(gè)const T*指針)，你需要的是const_iterator。在C++11標(biāo)準(zhǔn)之下，可以使用cbegin()和cend()函數(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的begin()和end()函數(shù)直接返回const_iterator迭代器，而非iterator。

令函數(shù)返回一個(gè)常量值，往往可以降低因客戶錯(cuò)誤而造成的意外，而又不至于翻譯器安全性和高效性。舉個(gè)例子：

class Rational {......};
const Rational operator* (const Rational& lhs, const Rational& rhs);

int main() {
    ......
    if (a * b = c)  //其實(shí)只是想做一個(gè)比較(==)動(dòng)作，但是少鍵入了一個(gè)=
        ......
}

將operator*的回傳值聲明為const可以預(yù)防那個(gè)“沒意思的賦值動(dòng)作”。至于const參數(shù)，除非你有需要改動(dòng)參數(shù)或local對(duì)象，否則請(qǐng)將他們聲明為const。

在成員函數(shù)后加const，const會(huì)修飾this指針指向的對(duì)象，這就保證調(diào)用這個(gè)const成員函數(shù)的對(duì)象在內(nèi)部不會(huì)發(fā)生改變。非const對(duì)象調(diào)用非const成員函數(shù)；const對(duì)象調(diào)用const成員函數(shù)。

在哲學(xué)界(手動(dòng)滑稽)，有兩個(gè)流行概念：bitwise constness(又稱physical constness)和logical constness。bitwise constness陣營(yíng)的人相信，成員函數(shù)只有在不更改對(duì)象的任何成員變量(static除外)時(shí)才可以說(shuō)是const。也就是說(shuō)它不更改對(duì)象內(nèi)的任何一個(gè)bit。

C++選擇bitwise constness定義常量性。因此，const成員函數(shù)內(nèi)，不可改變?cè)搶?duì)象的任何non-static成員變量。但這種方式存在缺陷：如果成員變量為指針類型，const成員函數(shù)只能保證指針的值不變，不能去報(bào)指針指向的內(nèi)容不發(fā)生改變。

所謂的logical constness，這一派主張一個(gè)const成員函數(shù)可以修改它所處理的對(duì)象內(nèi)的某些bits，但只有在客戶端偵測(cè)不出的情況下才得如此。

有些數(shù)據(jù)(例如一個(gè)bool類型的flag標(biāo)志諸如此類)的修改對(duì)用戶而言可接受，但是編譯器堅(jiān)持bitwise constness。在這種情況下就需要使用mutable關(guān)鍵字釋放non-static成員變量的bitwise constness約束！

class CTextBlock {
private:
    mutable std::size_t textLength;
    mutable bool LengthIsValid;
    ......
}

上面的這些成員變量可以被改變，即使實(shí)在cosnt成員函數(shù)內(nèi)。

如果一個(gè)類內(nèi)的const成員函數(shù)和與之對(duì)應(yīng)的非const類型的成員函數(shù)，所實(shí)現(xiàn)的功能近似相同，為了減少編譯時(shí)間，避免代碼膨脹等問(wèn)題，盡可能使用const版本的函數(shù)實(shí)現(xiàn)non-const版本的函數(shù)！

class TextBlock {
public:
    const char& operator[] (std::size_t position) const {
        ......
    }

    char& operator[] (std::size_t position) {
        //將op[]返回值的const轉(zhuǎn)除，為*this加上const從而調(diào)用const op[]
        return const_cast<char&>(static_cast<const TextBlock&>(*this)[position]);
    }
}

4、確定對(duì)象被使用前已先被初始化

永遠(yuǎn)在使用對(duì)象前現(xiàn)將它初始化。對(duì)于任何無(wú)成員的內(nèi)置類型，你必須手工完成此事。至于內(nèi)置類型以外的任何其他東西，初始責(zé)任落在構(gòu)造函數(shù)身上，規(guī)則很簡(jiǎn)單：確保每一個(gè)構(gòu)造函數(shù)都將對(duì)象的每一個(gè)人員初始化。這個(gè)規(guī)則很容易奉行，重要的是別混淆了賦值(assignment)和初始化(initialization)！

class PhoneNumber {......};

class ABEntry { //Address Book Entry
private:
    std::string theNames;
    std::string TheAddress;
    std::list<PhoneNumber> thePhones;
    int numTimesConsulted;

public:
    ABEntry(const std::string& name, const std::string& address, const std::list<PhoneNumber>& phones){
        theName = name;             //這些都是賦值而非初始化
        theAddress = address;
        thePhones = phones;
        numTimesConsulted = 0;
    }
}

C++規(guī)定，對(duì)象的成員變量的初始化動(dòng)作發(fā)生在進(jìn)入構(gòu)造函數(shù)本體之前。初始化發(fā)生的時(shí)間更早，發(fā)生于這些成員的default構(gòu)造函數(shù)被自動(dòng)調(diào)用之時(shí)(比進(jìn)入ABEntry構(gòu)造函數(shù)本體的時(shí)間更早)。構(gòu)造函數(shù)的一個(gè)較佳寫法是使用所謂的member initialization list(成員初始化列表)替換賦值動(dòng)作。

ABEntry::ABEntry(const std::string& name, const std::string& address, const std::list<PhoneNumber>& phones)
    :theName(name),
     theAddress(address),
     thePhones(phones),
     numTimesConsulted(0)
{    }

使用構(gòu)造函數(shù)的初始化列表比在構(gòu)造函數(shù)內(nèi)賦值更佳且效率更高。因?yàn)榻o予賦值的那種方式會(huì)先調(diào)用default構(gòu)造函數(shù)為theName, theAddress和thePhones設(shè)置初始值，然后再在執(zhí)行ABEntry構(gòu)造函數(shù)時(shí)，對(duì)這些變量賦新值。那么這些變量第一次調(diào)用的default構(gòu)造函數(shù)所做的一切都浪費(fèi)了，使用成員初始化列表就可以避免這個(gè)問(wèn)題。對(duì)于大多數(shù)類型而言，比起先調(diào)用default構(gòu)造函數(shù)再調(diào)用copy assignment操作符，單只調(diào)用一次copy構(gòu)造函數(shù)是比較高效的，有時(shí)甚至高效的多。對(duì)于內(nèi)置類型如numTimesConsulted，其初始化和賦值的成本相同，但為了一致性，最好也通過(guò)成員初始化列表來(lái)初始化。如果成員變量是const或是references，它們就一定需要初值，不能被賦值。為避免需要記住成員變量何時(shí)必須在成員初始化列表中初始化，何時(shí)不需要，最簡(jiǎn)單的方法就是：總是使用成員初始化列表。

C++有著十分固定的“成員初始化次序”：base classes更早于其derived classes被初始化，二class的成員變量總是以 其聲明次序被初始化，即使它們?cè)诔蓡T初始化列表中以不同次序出現(xiàn)，也不會(huì)有任何影響。因此，在成員初始化列表中，最好總是以其聲明次序?yàn)榇涡?/strong>！

Directory& tempDir() {
    static Directory td;    //第一次調(diào)用該函數(shù)才會(huì)執(zhí)行該語(yǔ)句，之后調(diào)用函數(shù)也不會(huì)再重復(fù)執(zhí)行。
    return td;
}

template<typename T>
class NamedObject {
private:
    std::string nameValue;
    T objectValue;
    ......
}

NameObject<int> no2(no1);       //調(diào)用自動(dòng)生成的coy構(gòu)造函數(shù)

class HomeForSale {
public:
    ......
private:
    ......
    HomeForSale(const HomeForSale&);        //只有聲明
    HomeForSale& operator= (const HomeForSale&);
};

class Uncopyable {
protected:
    Uncopyable() {}
    ~Uncopyable() {}
private:
    Uncopyable(const Uncopyable&);      //阻止copying
    Uncopyable& operator= (const Uncopyable&);
};

// 為求阻止HomeForSale對(duì)象被拷貝，我們唯一需要做的就是繼承Uncopyable
class HomeForSale: private Uncopyable {
    // 不再聲明copy構(gòu)造函數(shù)或copy assignment操作符
    ......
};

class Widget {
public:
    Widget & operator = (const Widget &rhs) {
        ......
        return * this;
    }
};