More_Effective_C++

### 更有效使用C++的关键知识点 #### 一、引言 《More Effective C++》这本书由Scott Meyers撰写，侯捷翻译并作序。本书旨在帮助程序员更好地掌握C++编程语言，通过一系列实用且深入的技术建议，提升代码质量和程序性能。 #### 二、基本概念与术语 **2.1 本书内容概述** 本书覆盖了C++编程中的多个方面，包括但不限于基础议题、运算符重载、异常处理、效率提升策略、技巧和模式，以及一些杂项内容。每章围绕特定主题展开讨论，并提供详细的实践指导。 **2.2 术语解释** - **指针**：指向内存地址的变量。 - **引用**：另一个名字，用于访问同一内存位置的数据。 - **多态**：对象可以表现为多种形式的能力。 - **构造函数**：创建对象时自动调用的特殊成员函数。 - **析构函数**：对象生命周期结束时自动调用的特殊成员函数。 - **虚函数**：允许派生类重写基类方法的函数。 - **智能指针**：一种管理动态分配内存的工具，可以自动释放不再使用的资源。 #### 三、基础议题 **3.1 Item 1：指针与引用的区别** - **指针**：可以存储任何类型的地址，可以通过指针间接访问数据。 - **引用**：相当于给已存在的变量起别名，不能重新指向其他地址，使用更加安全和方便。 **3.2 Item 2：尽量使用C++风格的类型转换** - **C++风格转换**：使用`static_cast`、`dynamic_cast`、`const_cast`和`reinterpret_cast`等关键字进行显式转换。 - **C风格转换**：使用圆括号进行隐式类型转换，可能导致不可预知的结果。 **3.3 Item 3：不要对数组使用多态** - **问题**：数组的多态性会导致类型信息丢失，从而在运行时无法正确识别数组元素类型。 - **解决方案**：使用容器类如`std::vector`来替代原始数组。 **3.4 Item 4：避免无用的缺省构造函数** - **缺省构造函数**：不接受任何参数的构造函数。 - **问题**：不必要的缺省构造函数可能会导致内存浪费和效率低下。 - **建议**：如果类的成员变量不需要初始化，则可省略缺省构造函数。 #### 四、运算符 **4.1 Item 5：谨慎定义类型转换函数** - **类型转换**：通过`operator T()`等形式定义类型转换操作符。 - **注意事项**：避免使用类型转换导致的不明确行为和潜在错误。 **4.2 Item 6：自增/自减操作符前缀形式与后缀形式的区别** - **前缀形式**：先增加再使用。 - **后缀形式**：先使用再增加。 - **选择**：根据实际需求选择合适的自增/自减形式。 **4.3 Item 7：不要重载“&&”，“||”，或“,”** - **原因**：这些运算符的默认行为已经足够高效且符合预期。 - **建议**：除非有特殊需求，否则避免重载这些运算符。 **4.4 Item 8：理解各种不同含义的new和delete** - **new**：用于动态分配内存。 - **delete**：用于释放动态分配的内存。 - **注意**：确保正确匹配`new`和`delete`的使用，以避免内存泄漏。 #### 五、异常 **5.1 Item 9：使用析构函数防止资源泄漏** - **析构函数**：负责清理对象占用的资源。 - **策略**：在析构函数中释放资源，确保资源得到妥善处理。 **5.2 Item 10：在构造函数中防止资源泄漏** - **资源获取即初始化**：确保所有资源都在构造函数中成功初始化。 - **异常安全**：即使构造过程中发生异常，也能保证资源被正确释放。 **5.3 Item 11：禁止异常信息传递到析构函数外** - **问题**：析构函数不应该抛出异常。 - **策略**：确保析构函数内部逻辑不会抛出异常。 **5.4 Item 12：理解“抛出一个异常”与“传递一个参数”或“调用一个虚函数”间的差异** - **差异**：异常处理与其他控制流转移机制（如函数调用）在实现上存在根本区别。 - **注意事项**：理解这些机制之间的差异有助于编写更健壮的代码。 **5.5 Item 13：通过引用捕获异常** - **优点**：可以捕获异常的具体类型。 - **缺点**：可能需要额外的类型检查和处理。 **5.6 Item 14：审慎使用异常规格** - **异常规格**：指定函数可能抛出的异常类型。 - **注意事项**：过度使用可能导致代码复杂度增加。 **5.7 Item 15：了解异常处理的系统开销** - **开销**：异常处理会增加程序运行时间。 - **权衡**：在必要时使用异常处理，避免滥用。 #### 六、效率 **6.1 Item 16：牢记80-20准则** - **准则**：大约20%的代码通常消耗80%的执行时间。 - **优化策略**：集中优化关键路径上的代码。 **6.2 Item 17：考虑使用懒惰计算法** - **懒惰计算**：推迟计算直到确实需要结果时才进行。 - **优势**：减少不必要的计算，提高整体性能。 **6.3 Item 18：分期摊还期望的计算** - **分期摊还**：将大型任务分割成多个小型任务执行。 - **优点**：可以改善用户体验，避免长时间阻塞。 **6.4 Item 19：理解临时对象的来源** - **临时对象**：在表达式中自动创建的对象。 - **注意事项**：合理管理临时对象可以提高性能。 **6.5 Item 20：协助完成返回值优化** - **返回值优化**：编译器优化技术，避免复制临时对象。 - **实现方式**：通过移动语义等手段辅助编译器进行优化。 **6.6 Item 21：通过重载避免隐式类型转换** - **隐式转换**：编译器自动进行的类型转换。 - **重载**：通过重载操作符或方法来显式控制转换过程。 **6.7 Item 22：考虑用运算符的赋值形式取代其单独形式** - **赋值形式**：如`+=`、`-=`等。 - **单独形式**：如`+`、`-`等。 - **优势**：通常更高效，因为减少了临时对象的创建。 **6.8 Item 23：考虑变更程序库** - **程序库**：预定义的函数集合，用于简化开发工作。 - **选择**：根据项目需求选择最适合的程序库。 **6.9 Item 24：理解虚拟函数、多继承、虚基类和RTTI所需的代价** - **代价**：这些特性虽然强大，但也带来了额外的运行时开销。 - **策略**：在必要时使用这些特性，避免过度使用。 #### 七、技巧 **7.1 Item 25：将构造函数和非成员函数虚拟化** - **虚拟化**：允许派生类重写基类的方法。 - **目的**：实现灵活的对象模型。 **7.2 Item 26：限制某个类所能产生的对象数量** - **限制**：通过单例模式等方式控制对象实例的数量。 - **优点**：节省资源，提高效率。 **7.3 Item 27：要求或禁止在堆中产生对象** - **堆**：动态分配内存的区域。 - **策略**：根据实际需求控制对象是否可以在堆中创建。 **7.4 Item 28：灵巧（SMART）指针** - **智能指针**：自动管理动态分配内存的指针。 - **类型**：包括`std::unique_ptr`、`std::shared_ptr`等。 - **优点**：避免内存泄漏和其他资源管理问题。 **7.5 Item 29：引用计数** - **引用计数**：跟踪指向同一对象的智能指针数量。 - **机制**：当引用计数降至零时自动删除对象。 **7.6 Item 30：代理类** - **代理**：代表其他对象的操作。 - **应用场景**：例如缓存代理、远程代理等。 **7.7 Item 31：让函数根据一个以上的对象来决定怎么虚拟** - **多对象虚拟**：基于多个对象的状态决定虚拟行为。 - **策略**：利用模板元编程等高级技术实现。 #### 八、杂项 **8.1 Item 32：在未来时态下开发程序** - **未来时态**：编写代码时考虑未来的扩展性和维护性。 - **好处**：使程序更容易适应变化。 **8.2 Item 33：将非尾端类设计为抽象类** - **抽象类**：不能实例化的类。 - **目的**：强制子类实现特定的方法。 **8.3 Item 34：如何在同一程序中混合使用C++和C** - **混合使用**：通过C兼容接口进行交互。 - **注意事项**：确保正确处理数据类型转换等问题。 **8.4 Item 35：让自己习惯使用标准C++语言** - **标准C++**：遵循C++标准库和语言规范。 - **好处**：提高代码的可移植性和可维护性。 #### 结语 《More Effective C++》不仅是一本技术指南，也是每个C++程序员的必备手册。通过深入探讨C++的各种细节和技术要点，本书帮助读者构建坚实的基础，同时提供了丰富的实践经验，使得程序员能够编写出既高效又可靠的代码。无论是初学者还是经验丰富的开发者，都能从本书中获得宝贵的见解。