Effective C++ 5.实现
2013-12-26 15:34
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条款26:尽可能延后变量定义式的出现时间
只要你定义了一个变量而其类型带有一个构造函数或析构函数,那么当程序的控制流到达这个变量定义式时,你便得承受构造成本;当这个变量离开其作用域时,你便得承受析构成本。即使这个变量最终并为被使用,仍需耗费这些成本,所以应该尽量避免这种情形。
std::string encryptPassword(const std::string& password)
{
using namespace std;
string encrypted1;
if (password.length() < MinimumPasswordLength)
{
throw logic_error("Password is too short"); //注意:可能抛出异常
}
string encrypted2;
...
return encrypted;
}
如上代码,encrypted在2处定义是个不错的选择,因为如果抛出异常,那么encrypted的构造和析构可是做了无用功啊!
还有一点要注意:“通过默认构造函数构造出一个对象然后对它赋值”比“直接在构造函数时制定初值”效率差。
“尽可能延后”的真正意义应该是:你不只应该延后变量的定义,直到非得使用该变量的前一刻为止,甚至应该尝试延后这份定义直到能够给它初值实参为止。
//方法A:定义循环外
Widget w;
for (int i = 0; i < n; ++i)
{
w = some value dependent on i;
...
} //1个构造函数+1个析构函数+n个赋值操作;
//方法B:定义循环外
for (int i = 0; i < n; ++i)
{
Widget w(some value dependent on i);
...
} //n个构造函数+n个析构函数
除非:1.你知道赋值成本比“构造+析构”成本低;2.你正在处理代码中效率高度敏感的部分,否则应该使用方法B。
请记住:
尽可能延后变量定义式的出现。这样做可增加程序的清晰度并改善程序效率。
条款27:尽量少做转型动作
C++规则的设计目标之一是,保证“类型错误”绝不可能发生。不幸的是,转型(casts)破坏了类型系统。那可能导致任何种类的麻烦,有些容易辨识,有些非常隐晦。
C风格的转型动作看起来像这样:
(T)expression //将expression转型为T
函数风格的转型动作看起来像这样:
T(expression) //将expression转型为T
C++还提供四种新式转型:
const_cast:通常被用来将对象的常量性转除;即去掉const。
dynamic_cast:主要用来执行“安全向下转型”,也就是用来决定某对象是否归属继承体系中的某个类型。
reinterpret_cast:意图执行低级转型,实际动作可能取决于编译器,这也就表示它不可移植。
static_cast:用来强迫隐式转换,例如将non-const转型为const,int转型为double等等。
尽量使用新式转型:
它们很容易在代码中被辨识出来,因而得以简化“找出类型系统在哪个地点被破坏”的过程。
各转型动作的目标愈窄化,编译器愈可能诊断出错误的运用。
请记住:
如果可以,尽量避免转型,特别是在注重效率的代码中避免dynamic_casts。如果有个设计需要转型动作,试着发展无需转型的替代设计。
如果转型是必要的,试着将它隐藏于某个函数背后。客户随后可以调用该函数,而不需将转型放进他们自己的代码内。
宁可使用C++-style(新式)转型,不要使用旧式转型。前者很容易辨识出来,而且也比较有着分门别类的执掌。
条款28:避免返回handls指向对象内部成分
struct RectData
{
Point ulhc;
Point lrhc;
};
class Rectangle
{
public:
...
Point& upperLeft() const { return pData->ulhc; }1//const只对函数内进行保护,函数返回后呢??
Point& lowerRight() const { return pData->lrhc; }2 //const只对函数内进行保护,函数返回后呢??
private:
std::tr1::shared_ptr<RectData> pData;
...
};
1,2两函数都返回引用,指向private内部数据,调用者于是可通过这些引用更改内部数据!这严重破坏了数据的封装性,对私有成员进行直接操作?太不可思意了!
const Point& upperLeft() const { return pData->ulhc; }3
const Point& lowerRight() const { return pData->lrhc; }4
或者将1,2改为3,4,这就限制了客户的“涂改权”,只有“读取权”。
但终究“返回一个handle代表对象内部成分”总是危险的。特别是将返回的指针或引用赋值给其它指针或引用,那么久造成了“悬空”。
请记住:
避免返回handles(包括reference、指针、迭代器)指向对象内部。遵守这个条款可增加封装性,帮助const成员函数的行为像个const,并将发生“虚吊号码牌”(dangling handles)的可能性降至最低。
条款29:为“异常安全”而努力是值得的
请记住:
1. 以对象管理资源,可以有效的避免异常的抛出,比如可以用智能指针来管理对象。
2. copy and swap : 为你打算修改的对象(原件)做出一份副本,然后再那个副本上做一切必要的修改,
若修改的对象抛出异常,原对象仍保持未改变状态。
待所有改变都成功后,再将修改过的那个副本和原对象
在一个不抛出异常的操作中置换。
struct PMImp1{
std::tr1::shared_ptr<Image> bgImage;
int imageChanges;
};
class PrettyMenu
{
...
private:
Mutex mutex;
std::tr1::shared_ptr<PMImp1> pImp1;
};
void PrettyMenu::changeBackgroud(std::istream& imgSrc)
{
using std::swap;
Lock m1(&mutex);
std::tr1::shared_ptr<PMImp1> pNew(new PMImp1(*pImp1));
pNew->bgImage.reset(new Image(imgSrc));
++pNew->imageChanges;
swap(pImp1, pNew);
}
异常安全函数(Exception-safe functions)即使发生异常也不会泄漏资源或允许任何数据结构败坏。这样的函数区分为三种可能的保证:基本型、强烈型、不抛异常型。
“强烈保证”往往能够以copy-and-swap实现出来,但“强烈保证”并非对所有函数都可实现或具备现实意义。
函数提供的“异常安全保证”通常最高只等于其所调用之各个函数的“异常安全保证”中的最弱者。
条款30:透彻了解inlining的里里外外
Inline 函数,多棒的点子!它们看起来像函数,动作像函数,比宏好得多,可以调用它们又不需蒙受函数调用所招致的额外开销。你实际获得的比想象的还多,编译器有能 力对执行语境相关最优化。然而编写程序就像现实生活一样,没有白吃的午餐。inline函数也不例外,这样做可能增加你的目标码。
如果inline函数的本体很小,编译器针对“函数本体”所产生的码可能比针对“函数调用”所产出的码更小。果真如此,将函数inlining确实可能导致较小的目标码和较高的指令高速缓存装置击中率。
记住,inline只是对编译器的一个申请,不是强制命令。这项申请可以隐喻提出,也可以明确提出。隐喻方式是将函数定义于class定义式内,这样的函数通常是成员函数,friend函数也可被定义于class内,如果真是那样,它们也是被隐喻声明为inline。明确声明inline函数的做法则是在其定义式钱加上关键字inline。
Inline函数通常一定被置于头文件内,因为大多数建置环境在编译过程中进行inlining,而为了将一个“函数调用”替换为“被调用函数的本体”,编译器必须知道那个函数长什么样子。
Template通常也被置于头文件内,因为它一旦被使用,编译器为了将它具现化,需要知道哦啊它长什么样子。
Template的具现化与inlining无关。如果你正在写一个template而你认为所有根据此template具现出来的函数都应该 inlined,请将此template声明为inline;但如果你写的template煤油理由要求它所具现的每一个函数都是inlined,就应该 避免将这个template声明为inline。
一个表面上看似inline的函数是否真实inline,取决于你的建置环境,主要取决于编译器。
有的时候虽然编译器有意愿inlining某个函数,还是可能为该函数生成一个函数本体(函数指针,构造函数,析构函数)。
对程序开发而言,将上述所有考虑牢记在新很是重要,但若从纯粹实用观点出发,有一个事实比其它因素更重要:大部分调试器面对inline函数都束手无策。
这使我们在决定哪些函数该被声明为inline而哪些函数不该时,掌握一个合乎逻辑的策略。一开始先不要将任何函数声明为inline,或至少将inlining施行范围局限在那些“一定成为inline”或“十分平淡无奇”的函数身上。
请记住:
将大多数inlining限制在小型、被频繁调用的函数身上。这可使日后的调试过程和二进制升级更容易,也可使潜在的代码膨胀问题最小化,是程序的速度提升机会最大化。
不要只因为function templates出现在头文件,就将它们声明为inline。
条款31:将文件间的编译依存关系降至最低
请记住:
支持“编译依存性最小化”的一般构想是:相依于声明式,不要相依于定义式。基于此构想的两个手段是Handle classed和Interface classes。
程序库头文件应该以“完全且仅有声明式”(full and declaration-only forms)的形式存在。这种做法不论是否涉及templates都适用。
只要你定义了一个变量而其类型带有一个构造函数或析构函数,那么当程序的控制流到达这个变量定义式时,你便得承受构造成本;当这个变量离开其作用域时,你便得承受析构成本。即使这个变量最终并为被使用,仍需耗费这些成本,所以应该尽量避免这种情形。
std::string encryptPassword(const std::string& password)
{
using namespace std;
string encrypted1;
if (password.length() < MinimumPasswordLength)
{
throw logic_error("Password is too short"); //注意:可能抛出异常
}
string encrypted2;
...
return encrypted;
}
如上代码,encrypted在2处定义是个不错的选择,因为如果抛出异常,那么encrypted的构造和析构可是做了无用功啊!
还有一点要注意:“通过默认构造函数构造出一个对象然后对它赋值”比“直接在构造函数时制定初值”效率差。
“尽可能延后”的真正意义应该是:你不只应该延后变量的定义,直到非得使用该变量的前一刻为止,甚至应该尝试延后这份定义直到能够给它初值实参为止。
//方法A:定义循环外
Widget w;
for (int i = 0; i < n; ++i)
{
w = some value dependent on i;
...
} //1个构造函数+1个析构函数+n个赋值操作;
//方法B:定义循环外
for (int i = 0; i < n; ++i)
{
Widget w(some value dependent on i);
...
} //n个构造函数+n个析构函数
除非:1.你知道赋值成本比“构造+析构”成本低;2.你正在处理代码中效率高度敏感的部分,否则应该使用方法B。
请记住:
尽可能延后变量定义式的出现。这样做可增加程序的清晰度并改善程序效率。
条款27:尽量少做转型动作
C++规则的设计目标之一是,保证“类型错误”绝不可能发生。不幸的是,转型(casts)破坏了类型系统。那可能导致任何种类的麻烦,有些容易辨识,有些非常隐晦。
C风格的转型动作看起来像这样:
(T)expression //将expression转型为T
函数风格的转型动作看起来像这样:
T(expression) //将expression转型为T
C++还提供四种新式转型:
const_cast:通常被用来将对象的常量性转除;即去掉const。
dynamic_cast:主要用来执行“安全向下转型”,也就是用来决定某对象是否归属继承体系中的某个类型。
reinterpret_cast:意图执行低级转型,实际动作可能取决于编译器,这也就表示它不可移植。
static_cast:用来强迫隐式转换,例如将non-const转型为const,int转型为double等等。
尽量使用新式转型:
它们很容易在代码中被辨识出来,因而得以简化“找出类型系统在哪个地点被破坏”的过程。
各转型动作的目标愈窄化,编译器愈可能诊断出错误的运用。
请记住:
如果可以,尽量避免转型,特别是在注重效率的代码中避免dynamic_casts。如果有个设计需要转型动作,试着发展无需转型的替代设计。
如果转型是必要的,试着将它隐藏于某个函数背后。客户随后可以调用该函数,而不需将转型放进他们自己的代码内。
宁可使用C++-style(新式)转型,不要使用旧式转型。前者很容易辨识出来,而且也比较有着分门别类的执掌。
条款28:避免返回handls指向对象内部成分
struct RectData
{
Point ulhc;
Point lrhc;
};
class Rectangle
{
public:
...
Point& upperLeft() const { return pData->ulhc; }1//const只对函数内进行保护,函数返回后呢??
Point& lowerRight() const { return pData->lrhc; }2 //const只对函数内进行保护,函数返回后呢??
private:
std::tr1::shared_ptr<RectData> pData;
...
};
1,2两函数都返回引用,指向private内部数据,调用者于是可通过这些引用更改内部数据!这严重破坏了数据的封装性,对私有成员进行直接操作?太不可思意了!
const Point& upperLeft() const { return pData->ulhc; }3
const Point& lowerRight() const { return pData->lrhc; }4
或者将1,2改为3,4,这就限制了客户的“涂改权”,只有“读取权”。
但终究“返回一个handle代表对象内部成分”总是危险的。特别是将返回的指针或引用赋值给其它指针或引用,那么久造成了“悬空”。
请记住:
避免返回handles(包括reference、指针、迭代器)指向对象内部。遵守这个条款可增加封装性,帮助const成员函数的行为像个const,并将发生“虚吊号码牌”(dangling handles)的可能性降至最低。
条款29:为“异常安全”而努力是值得的
请记住:
1. 以对象管理资源,可以有效的避免异常的抛出,比如可以用智能指针来管理对象。
2. copy and swap : 为你打算修改的对象(原件)做出一份副本,然后再那个副本上做一切必要的修改,
若修改的对象抛出异常,原对象仍保持未改变状态。
待所有改变都成功后,再将修改过的那个副本和原对象
在一个不抛出异常的操作中置换。
struct PMImp1{
std::tr1::shared_ptr<Image> bgImage;
int imageChanges;
};
class PrettyMenu
{
...
private:
Mutex mutex;
std::tr1::shared_ptr<PMImp1> pImp1;
};
void PrettyMenu::changeBackgroud(std::istream& imgSrc)
{
using std::swap;
Lock m1(&mutex);
std::tr1::shared_ptr<PMImp1> pNew(new PMImp1(*pImp1));
pNew->bgImage.reset(new Image(imgSrc));
++pNew->imageChanges;
swap(pImp1, pNew);
}
异常安全函数(Exception-safe functions)即使发生异常也不会泄漏资源或允许任何数据结构败坏。这样的函数区分为三种可能的保证:基本型、强烈型、不抛异常型。
“强烈保证”往往能够以copy-and-swap实现出来,但“强烈保证”并非对所有函数都可实现或具备现实意义。
函数提供的“异常安全保证”通常最高只等于其所调用之各个函数的“异常安全保证”中的最弱者。
条款30:透彻了解inlining的里里外外
Inline 函数,多棒的点子!它们看起来像函数,动作像函数,比宏好得多,可以调用它们又不需蒙受函数调用所招致的额外开销。你实际获得的比想象的还多,编译器有能 力对执行语境相关最优化。然而编写程序就像现实生活一样,没有白吃的午餐。inline函数也不例外,这样做可能增加你的目标码。
如果inline函数的本体很小,编译器针对“函数本体”所产生的码可能比针对“函数调用”所产出的码更小。果真如此,将函数inlining确实可能导致较小的目标码和较高的指令高速缓存装置击中率。
记住,inline只是对编译器的一个申请,不是强制命令。这项申请可以隐喻提出,也可以明确提出。隐喻方式是将函数定义于class定义式内,这样的函数通常是成员函数,friend函数也可被定义于class内,如果真是那样,它们也是被隐喻声明为inline。明确声明inline函数的做法则是在其定义式钱加上关键字inline。
Inline函数通常一定被置于头文件内,因为大多数建置环境在编译过程中进行inlining,而为了将一个“函数调用”替换为“被调用函数的本体”,编译器必须知道那个函数长什么样子。
Template通常也被置于头文件内,因为它一旦被使用,编译器为了将它具现化,需要知道哦啊它长什么样子。
Template的具现化与inlining无关。如果你正在写一个template而你认为所有根据此template具现出来的函数都应该 inlined,请将此template声明为inline;但如果你写的template煤油理由要求它所具现的每一个函数都是inlined,就应该 避免将这个template声明为inline。
一个表面上看似inline的函数是否真实inline,取决于你的建置环境,主要取决于编译器。
有的时候虽然编译器有意愿inlining某个函数,还是可能为该函数生成一个函数本体(函数指针,构造函数,析构函数)。
对程序开发而言,将上述所有考虑牢记在新很是重要,但若从纯粹实用观点出发,有一个事实比其它因素更重要:大部分调试器面对inline函数都束手无策。
这使我们在决定哪些函数该被声明为inline而哪些函数不该时,掌握一个合乎逻辑的策略。一开始先不要将任何函数声明为inline,或至少将inlining施行范围局限在那些“一定成为inline”或“十分平淡无奇”的函数身上。
请记住:
将大多数inlining限制在小型、被频繁调用的函数身上。这可使日后的调试过程和二进制升级更容易,也可使潜在的代码膨胀问题最小化,是程序的速度提升机会最大化。
不要只因为function templates出现在头文件,就将它们声明为inline。
条款31:将文件间的编译依存关系降至最低
请记住:
支持“编译依存性最小化”的一般构想是:相依于声明式,不要相依于定义式。基于此构想的两个手段是Handle classed和Interface classes。
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