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标题: 《Effective C++》第三版-4. 设计与声明（Design and Declarations） [打印本页]

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作者: 美食家大橙子    时间: 2024-5-19 00:23
标题: 《Effective C++》第三版-4. 设计与声明（Design and Declarations）
目次

• 条款17：让接口容易被精确使用，不易被误用（Make interfaces easy to use correctly and hard to use incorrectly）
  
  
  
  • 限制类型和值
    
  • 规定能做和不能做的事
    
  • 提供举动一致的接口
    
  
  
• 条款19：设计class犹如设计type（Treat class design as type design）
  
• 条款20：宁以pass-by-reference-to-const更换pass-by-value（Prefer pass-by-reference-to-cons to pass-by-value）
  
  
  
  • 避免构造和析构
    
  • 避免对象切割
    
  • 破例
    
  
  
• 条款21：必须返回对象时，别妄想返回其reference（Don’t try to return a reference when you must return an object）
  
• 条款22：成员变量声明为private（Declare data members private）
  
• 条款23：宁以non-member、non-friend更换member函数（Prefer non-member non-friend functions to member functions）
  
• 条款24：若所有参数皆需类型转换，请为此采用non-member函数（Declare non-member functions when type conversions should apply to all parameters）
  
• 条款25：思量写出一个不抛非常的swap函数（Consider support for a non-throwing swap）
  
  
  
  • 缺省的swap
    
  • 特化的swap
    
  • 使用swap的总结
    
  
  

条款17：让接口容易被精确使用，不易被误用（Make interfaces easy to use correctly and hard to use incorrectly）

限制类型和值

1. class Date {
2. public:
3.         Date(int month, int day, int year);  //可能月日年顺序错，可能传递无效的月份或日期
4.         ...
5. };

复制代码

可使用类型系统（type system）规避以上错误，即引入外覆类型（wrapper type）区别年代日：

1. struct Day {
2. explicite Day(int d)
3.         : val(d) { }
4. int val;
5. }
6. struct Month {
7. explicite Month(int m)
8.         : val(m) { }
9. int val;
10. }
11. struct Year{
12. explicite Year(int y)
13.         : val(y) { }
14. int val;
15. }
17. class Date {
18. public:
19.         Date(const Month& m, const Day& d, const Year& y);  //可能月日年顺序错，可能传递无效的月份或日期
20.         ...
21. };
22. Date d(Month(3), Day(30), Year(1995));  //可有效防止接口误用

复制代码

保证了类型精确之后，需要保证输入的值有用：

1. class Month {
2. public:
3.         static Month Jan() { return Month(1); }
4.         static Month Feb() { return Month(2); }
5.         ...
6.         static Month Dec() { return Month(12); }
7.         ...
8. private:
9.         explicit Month(int m);
10.         ...
11. };
12. Date d(Month::Mar(), Day(30), Year(1995));

复制代码

规定能做和不能做的事

1. if ( a * b = c) ...  //以const修饰操作符*，使其不能被赋值

复制代码

提供举动一致的接口

为了避免忘记删除或者重复删除指针，可令工厂函数直接返回智能指针：

1. Investment* createInvestment(); //用户可能忘记删除或者重复删除指针
2. std::tr1::shared_ptr<Investment> createInvestment();

复制代码

若盼望用自定义的getRidOfInvestment，则需要避免误用delete，可思量将getRidOfInvestment绑定为删除器（deleter）：

删除器在引用次数为0时调用，故可创建一个null shared_ptr

1. std::tr1::shared_ptr<Investment> createInvestment()
2. {
3.         std::tr1::shared_ptr<Investment> retVal(static_cast<Investment*>(0),
4.                                                                                                                                                                         getRidOfInvestment);  //创建一个null shared_ptr
5.         retVal = ... ;  //令retVal指向目标对象
6.         return retVal;
7. }

复制代码

若pInv管理的原始指针能在pInv创立之前确定下来，则将原始指针直接传递给pInv的构造函数更好
tr1::shared_ptr会主动使用每个指针专属的删除器，从而无须担心cross-DLL problem：

cross-DLL problem：对象在动态毗连程序库（DLL）中被new创建，但在另一个DLL内被delete销毁

1. //返回的tr1::shared_ptr可能被传递给任何其他DLL
2. //其会追踪记录从而在引用次数为0时调用那个DLL的delete
3. std::tr1:;shared_ptr<Investment> createInvestment()
4. {
5.         return std::tr1::shared_ptr<Investment>(new Stock);
6. }

复制代码

Boost的tr1::shared_ptr特点：

• 是原始指针的两倍大
  
• 以动态分配内存作为簿记用途和删除器的专属数据
  
• 以virtual形式调用删除器
  
• 在多线程程序修改引用次数时有线程同步化（thread synchronization）的额外开销
  

Tips：

• 好的接口不易被误用
  
• 促进精确使用的方法包括接口一致性和与内置类型的举动兼容
  
• 阻止误用的办法包括建立新类型、限制类型上的操纵、束缚对象值、消除客户的资源管理责任
  
• tr1::shared_ptr支持定制型删除器（custom deleter），这可以防范DLL题目，可被用来主动解除互斥锁（mutexes）等
  

条款19：设计class犹如设计type（Treat class design as type design）

定义一个新class时也就定义了一个新type。设计高效的类需要思量以下题目：

• 新type的对象应如何创建和销毁（第8章））
  
  
  
  • 影响构造函数和析构函数、内存分配函数和开释函数（operator new，operator new []，operator delete，operator delete []）
    
  
  
• 对象的初始化和赋值应有什么差别（条款4）
  
  
  
  • 决定构造函数和赋值操纵符的举动
    
  
  
• 新type的对象如果被pass-by-value意味着什么
  
  
  
  • 由copy构造函数定义pass-by-value如何实现
    
  
  
• 什么是新type的合法值
  
  
  
  • 有用的数值集决定了类必须维护的约束条件（invariants），
    
    
    
    • 进而决定了成员函数（特别是构造函数、析构函数、setter函数）的错误查抄
      
    
    
  • 还影响函数抛出的非常和少少使用的函数非常明细列（exception specifications）
    
  
  
• 新type需要共同某个继承图系（inheritance graph）吗
  
  
  
  • 继承既有的类，则受那些类束缚，尤其要思量那些类的函数是否为虚函数
    
  • 被其他类继承，则影响析构函数等是否为virtual
    
  
  
• 新type需要什么样的转换
  
  
  
  • 若允许类型T1隐式转换为类型T2，可可思量：
    
    
    
    • 在T1类内写类型转换函数（operator T2）
      
    • 在T2类内些non-explicit-one-argument（可被单一实参调用）的构造函数
      
    • 若只允许explicit构造函数存在，就得写专门执行转换的函数，且没有类型转换操纵符（type conversion operators）或non-explicit-one-argument构造函数
      
    
    
  
  
• 什么样的操纵符和函数对于此新type合理
  
  
  
  • 决定需要声明哪些函数，其中哪些是成员函数
    
  
  
• 什么样的标准函数应驳回
  
  
  
  • 这些必须声明为private
    
  
  
• 谁改取用新type的成员
  
  
  
  • 影响public、private、protected的选择
    
  • 影响友元类、友元函数、及其嵌套的设计
    
  
  
• 什么是新type的未声明接口（undeclared interface）
  
  
  
  • 要思量其对效率、非常安全性、资源运用的保证
    
  
  
• 新type有多么一般化
  
  
  
  • 若要定义整个type家族，则应该定义新的class template
    
  
  
• 是否真的需要新type
  
  
  
  • 若定义新的派生类就足够，则大概定义non-member函数或templates更好
    
  
  

Tips：

• Class设计就是type设计，需要思量以上所有题目
  

条款20：宁以pass-by-reference-to-const更换pass-by-value（Prefer pass-by-reference-to-cons to pass-by-value）

避免构造和析构

1. class Person {
2. public:
3.         Person();
4.         virtual ~Person();
5.         ...
6. private:
7.         std::string name;
8.         std::string address;
9. };
10. class Student: public Person {
11. public:
12.         Student();
13.         ~Student();
14.         ...
15. private:
16.         std::string schoolName;
17.         std::string schoolAddress;
18. };
19. bool validateStudent(Student s);  //会调用六次构造函数和六次析构函数
20. bool validateStudent(const Student& s);  //效率提升很多

复制代码

上述代码validateStudent函数中pass-by-value会调用六次构造函数和六次析构函数：

• Student构造+Person构造+Student的2个string+Person的2个string
  
• 析构同理
  

使用pass-by-reference可避免频繁构造和析构
避免对象切割

对象切割（slicing）：派生类以值传递并被视为基类对象时，回调用基类的构造函数，而派生类的成分全无
[code]class Window {public:        ...        std::string name() const;  //返回窗口名称        virtual void display() const;  //显示窗口和其内容};class WindowWithScrollBars: public Window {public:        ...        virtual void display() const;};void printNameAndDisply(Window w){        std::cout

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