用于大型程序的工具

• 與僅需幾個程序員就能開發(fā)完成的系統(tǒng)相比，大規(guī)模編程對程序設(shè)計語言的要求更高，大規(guī)模應(yīng)用程序的特殊要求包括：

- [x] 在獨立開發(fā)的子系統(tǒng)之間協(xié)同處理錯誤的能力
- [x] 使用各種庫(可能包含獨立開發(fā)的庫)進行協(xié)同開發(fā)的能力
- [x] 對比復雜的應(yīng)用概念建模的能力

異常處理

• 異常處理機制允許程序中獨立開發(fā)的部分能夠在運行時就出現(xiàn)的問題進行通信并作出相應(yīng)的處理，異常使得我們能夠?qū)栴}的檢測與解決過程分離開來，程序的一部分檢測問題的出現(xiàn)，然后使得我們能夠?qū)栴}的檢測與解決過程分離開來，程序的一部分檢測問題的出現(xiàn)，然后解決該問題的任務(wù)傳遞給程序的另一部分，檢測環(huán)節(jié)無需知道問題處理模塊的所有細節(jié)，反之亦然

拋出異常

• 在C++語言中，我們通過拋出throwing一條表達式來引發(fā)raised一個異常，被拋出的表達式的類型以及當前的調(diào)用鏈共同決定了哪段處理代碼將被用來處理該異常
• 當執(zhí)行一個throw時，跟在throw后面的語句將不再被執(zhí)行，相反，程序的控制權(quán)從throw轉(zhuǎn)移到與之匹配的catch模塊，該catch可能是同一個函數(shù)中的局部catch，也可能位于直接或間接調(diào)用了發(fā)生異常的函數(shù)的另一個函數(shù)中
• 控制權(quán)從一處轉(zhuǎn)移到另一處，這有兩個重要的含義:

- [x] 沿著調(diào)用鏈的函數(shù)可能會提早退出
- [x] 一旦程序開始執(zhí)行異常處理代碼，則沿著調(diào)用鏈創(chuàng)建的對象將被銷毀

• 因為跟在throw后面的語句將不再被執(zhí)行，所以throw語句的用法有些類似于return，它通常作為條件語句的而一部分或者作為某個函數(shù)的最后(或者唯一)一條語句
• 一個異常如果沒有被捕獲，則它將終止當前的程序
• 析構(gòu)函數(shù)總是會被執(zhí)行的，但是函數(shù)中負責釋放資源的代碼卻是可能被跳過，這一特點對于我們?nèi)绾巫柚钩绦蚪Y(jié)構(gòu)有重要影響，如果我們使用類來控制資源的分配，就能確保無論函數(shù)正常結(jié)束還是遭遇異常，資源都能被正確的釋放
• 由于棧展開可能使用析構(gòu)函數(shù)，析構(gòu)函數(shù)不應(yīng)該拋出不屬于它自身處理的異常，即是，如果析構(gòu)函數(shù)需要執(zhí)行某個可能拋出異常的操作，則該操作應(yīng)該被放置在一個try語句塊當中，并且在析構(gòu)函數(shù)內(nèi)部得到處理
• 在實際的編成過程中，因為析構(gòu)函數(shù)僅僅是釋放資源，所以它不太可能拋出異常，所有標準庫類型都能確保它們的析構(gòu)函數(shù)不會引發(fā)異常
• 在棧展開的過程張，運行類類型的局部對象的析構(gòu)函數(shù)。因為這些析構(gòu)函數(shù)是自動執(zhí)行的，所以它們不應(yīng)該拋出異常，一旦在棧展開的過程中析構(gòu)函數(shù)拋出了異常，并且析構(gòu)函數(shù)自身沒能捕獲到該異常，則程序?qū)⒈唤K止

捕獲異常

• catch子句中的異常聲明看起來像是只包含一個形參的函數(shù)形參列表，如果catch無需訪問拋出的表達式的話，則我們可以忽略捕獲形參的名字
• 通常情況下，如果catch接受的異常與某個繼承體系有關(guān)，則最好將該catch的參數(shù)定義成引用類型

noexcept異常聲明

• 在C++11的新標準中，我呢可以通過moexcept說明指定某個函數(shù)不會拋出異常，其形式是關(guān)鍵字noexcept緊跟在函數(shù)?形參列表后面，用以標識該函數(shù)不會拋出異常

void recoup(int) noexcept;  //不會拋出異常
void alloc(int);            //可能拋出異常

• 上述的recoup做了不拋出說明
• 對于一個函數(shù)來說，noexcept說明要么出現(xiàn)在該函數(shù)的所有聲明語句和定義語句中，要么一次也不出現(xiàn)
• except可以用在兩個情況下

- [x] 確認我們的函數(shù)不會拋出異常
- [x] 我們根本不知道該如何處理異常

• 通常情況下，編譯器不能也不必在編譯時驗證異常說明
• noexcept說明符接受一個可選的實參，該實參必須能轉(zhuǎn)換為bool類型:如果實參是true，則函數(shù)不會拋出異常；如果實參是false，則函數(shù)可能拋出異常
• noexcept有兩層含義：當跟在函數(shù)參數(shù)列表后面時它是異常說明符；而當作為noexcept異常說明的bool實參出現(xiàn)時，它是一個運算符

命名空間

• 當應(yīng)用程序用到多個供應(yīng)商提供的庫時，不可避免的會發(fā)生某些名字相互沖突的情況，多個庫名字放置在全局命名空間中將引發(fā)命名空間污染
• 傳統(tǒng)上，程序員通過將其定義的全局實體名字設(shè)置的很長4來避免命名空間污染問題，這樣的名字中通常包含名字所屬庫的前綴部分
• 命名空間為防止名字沖突提供了更加可控的機制，命名空間分割了全局命名空間，其中每個命名空間是一個作用域，通過在某個命名空間中定義庫的名字，庫的作者(以及用戶)可以避免全局名字固有的限制

命名空間的定義

• 一個命名空間的定義包含兩部分：首先是關(guān)鍵字namespace，隨后是命名空間的名字，在命名空間名字后面是一系列由花括號括起來的聲明和定義
• 只要能出現(xiàn)在全局作用域中的聲明就能置于命名空間內(nèi)，主要包括:類、變量(及其初始化操作)、函數(shù)(及其定義)、模板和其他命名空間

namespace cplussplus_primer {
    class Sales_data{/*...*/};
    Sales_data operator+(const Sales_data&,
                         const Sales_data&);
    class Query{/*...*/};
    class Query_base{/*...*/};
}

• 命名空間結(jié)束后無須分號
• 命名空間的名字也必須在定義它的作用域內(nèi)保持唯一，命名空間既可以定義在全局作用域內(nèi)，也可以定義在其它命名空間中，但是不能定義在函數(shù)或類的內(nèi)部
• 當出現(xiàn)一個命名空間的定義，如果之前沒有該命名空間的定義，則會創(chuàng)建一個命名空間，否則，定義會打開已經(jīng)存在的命名空間定義并為其添加一些新成員的聲明
• 命名空間的定義可以不連續(xù)的特性使得我們可以將幾個獨立的接口和實現(xiàn)文件組成一個命名空間，此時，命名空間的組織方式類似于我們管理自定義類及函數(shù)的方式

- [x] 命名空間的一部分成員的作用是定義類，以及聲明作為類接口的函數(shù)及對象，則這些成員應(yīng)該置于頭文件中，這些頭文件將被包含在使用了這些成員的文件中
- [x] 命名空間成員的定義部分則置于另外的源文件中

• 在程序中某些實體只能定義一次:如非內(nèi)聯(lián)函數(shù)、靜態(tài)數(shù)據(jù)成員、變量等，命名空間中定義的名字也需要滿足這一要求，我們可以通過上面的方式組織命名空間并達到目的
• 這種接口和實現(xiàn)分離的機制確保我們所需的函數(shù)和其他名字只定義一次，而只要是用到這些實體的地方都能看到對于實體名字的聲明
• 定義多個類型不相關(guān)的命名空間應(yīng)該使用單獨的文件分別表示每個類型(或關(guān)聯(lián)類型構(gòu)成的集合)
• 全局作用域中定義的名字(即所在類、函數(shù)及命名空間之外定義的名字)也就是定義在全局命名空間中。全局命名空間以隱式的方式聲明，并且在所以程序中都存在，全局作用域中定義的名字被隱式地添加到全局命名空間中

未命名的命名空間

• 未命名的命名空間是指關(guān)鍵字namespace后緊跟花括號括起來的一系列聲明語句，未命名的命名空間中定義的變量擁有靜態(tài)生命周期:它們在第一次使用前創(chuàng)建，并且知道程序結(jié)束才銷毀
• 和其他命名空間不同，未命名的命名空間僅在特定的文件內(nèi)部有效，其作用范圍不會橫跨多個不同的文件

多重繼承與虛繼承

• 多重繼承是指從多個直接基類中產(chǎn)生派生類的能力，多重繼承的派生類繼承了所有父類的屬性
• 盡管概念上非常簡單，但是多個基類相互交織產(chǎn)生的細節(jié)可能會帶來錯綜復雜的設(shè)計問題與實現(xiàn)問題

多重繼承

• 在派生類的派生列表中可以包含多個基類

class  Bear : public ZooAnimal{/*...*/};
class Panda : public Bear , public Endangered{/*...*/};

• 每個基類包含一個可選的訪問說明符，如果訪問說明符被忽略掉了，則關(guān)鍵字class對應(yīng)的默認訪問說明符是private，關(guān)鍵字struct對應(yīng)的是public
• 和只有一個基類的繼承一樣，多重繼承的派生列表也只能包含已經(jīng)被定義過的類，而且這類不能是final的，對于派生類能夠繼承的基類個數(shù)，C++沒有特殊規(guī)定；但是在某個給定的派生類列表中，同一個基類只能出現(xiàn)一次
• 多重繼承的派生類從每個基類中繼承狀態(tài)
• 派生類構(gòu)造函數(shù)初始化所有基類

- [x] 構(gòu)造一個派生類的對象將同時構(gòu)造并初始化它的所有基類子對象，與從一個基類進行的派生一樣，多重繼承的派生類的構(gòu)造函數(shù)初始值也只能初始化它的直接基類
- [x] 派生類的構(gòu)造函數(shù)初始值列表將實參分別傳遞給每個直接基類，其中基類的構(gòu)造順序與派生列表中基類的出現(xiàn)順序保持一致，而與派生類構(gòu)造函數(shù)初始值列表中基類的順序無關(guān)

• 繼承的構(gòu)造函數(shù)與多重繼承

- [x] 在C++11新標準中，允許派生類從它的一個或幾個基類中繼承構(gòu)造函數(shù)，但是`如果從多個基類中繼承了相同的構(gòu)造函數(shù)，則程序產(chǎn)生錯誤`

• 析構(gòu)函數(shù)與多重繼承

- [x] 派生類的析構(gòu)函數(shù)只負責清除派生類本身分配的資源，派生類的成員以及基類都是自動銷毀的 

• 多重繼承的派生類的拷貝與移動操作

- [x] 與只有一個基類的繼承一樣，多重繼承的派生類如果定義了自己的拷貝/賦值構(gòu)造函數(shù)和賦值運算符，則必須在完整的對象上執(zhí)行拷貝、移動或賦值操作，只有當派生類使用的是合成版本的拷貝、移動或賦值成員時，才會自動對基類部分執(zhí)行這些操作
- [x] 在合成的拷貝控制成員中，每個基類分別使用自己的對應(yīng)成員隱式的完成構(gòu)造、賦值或銷毀等工作

類型轉(zhuǎn)換與多個基類

• 在只有一個基類的情況下，派生類的指針或引用能自動轉(zhuǎn)換成一個可訪問基類的指針或引用，多個基類的情況與之類似
• 基于指針類型或引用類型查找
  — [x] 與只有一個基類的繼承一樣，對象、指針和引用的靜態(tài)類型決定了我們能夠使用哪些成員

多重繼承下的類作用域

• 在只有一個基類的情況下，派生類的作用域嵌套在直接基類和間接基類的作用域中，查找過程沿著繼承體系自底部向上進行，直到找到所需的名字，派生類的名字將隱藏基類的同名成員
• 在多重繼承的情況下，相同的查找過程在所有直接基類中同時進行，如果名字在多個基類中都被找到，則對該名字的使用將具有二義性
• 當一個類擁有多個基類時，有可能出現(xiàn)派生類從兩個或更多基類中繼承了同名成員的情況，此時，不加前綴限定符直接使用該名字將引發(fā)二義性

虛繼承

• 盡管在派生列表中同一個基類只能出現(xiàn)一次，但實際上派生類可以多次繼承同一個類，派生類可以通過它的兩個直接基類分別繼承同一個間接基類，也可以直接繼承某個基類，然后通過另一個基類再一次間接繼承該類
• 在C++語言中存在虛繼承的機制，虛繼承的目的時令某個類做出證明，承諾愿意共享它的基類，其中，共享的基類子對象成為虛基類，在這種機制下，不論虛基類在繼承體系中出現(xiàn)了多少次，在派生類中都只包含唯一一個共享的虛基類子對象
• 虛派生只影響從指定了虛基類的派生類中進一步派生出的類，它不會影響派生類本身

//關(guān)鍵字public和virtual的順序隨意
class Raccoon : public virtual ZooAnimal{/*...*/};
class Bear : virtual public ZooAnimal{/*...*/}; 

• virtual說明符表明了一種愿望，即在后續(xù)的派生類當中共享虛基類的同一份實例，至于什么樣的類能夠作為虛基類并沒有特殊規(guī)定

構(gòu)造函數(shù)與虛繼承

• 在虛派生中，虛基類時由最低層的派生類初始化的
• 虛繼承的對象的構(gòu)造方式

- [x] 含有虛基類的對象的構(gòu)造順序與一般的順序稍有區(qū)別:首先使用提供給最低層派生類構(gòu)造函數(shù)的初始值初始化該對象的虛基類子部分，接下來按照直接基類在派生列表中出現(xiàn)的次序依次對其進行初始化
- [x] 虛基類總是先于非虛基類構(gòu)造，與它們在繼承體系中的次序和位置無關(guān)

• 構(gòu)造函數(shù)與析構(gòu)函數(shù)的次序

- [x] 一個類可以有多個虛基類，這些虛基類的子對象按照它們在派生列表中出現(xiàn)的順序從左向右依次構(gòu)造