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小伙伴们大家好,我是飞宇。
前段时间润去美国的师兄开了一门C/C++的课程,友情帮忙宣传一下,感兴趣的可以看看。
今天继续更新《Effective C++》和《C++并发编程实战》的读书笔记,下面是已经更新过的内容:
《C++并发编程实战》读书笔记(1):并发、线程管控
《C++并发编程实战》读书笔记(2):并发操作的同步
《C++并发编程实战》读书笔记(3):内存模型和原子操作
《C++并发编程实战》读书笔记(4):设计并发数据结构
《Effective C++》读书笔记(1):让自己习惯C++
《Effective C++》读书笔记(2):构造/析构/赋值运算
《Effective C++》读书笔记(3):资源管理
本文包括第6章设计基于锁的并发数据结构与第7章设计无锁数据结构,后者实在有些烧脑了。此外,发现吴天明版的中译本有太多太离谱的翻译错误了,还得是中英对照才行:)
条款18、让接口容易被正确使用,不易被误用
好的接口容易被正确使用,不易被误用;应使自己的所有接口努力达成这一点。
“容易被正确使用”的办法包括:
1、接口的一致性。例如STL的容器几乎都有类似的接口。
2、与内置类型行为类似。例如对于int类型来说a*b=c是非法的,那么自己定义的operator*也应该避免a*b=c的操作。
“不易被误用”的方法包括:
1、建立新类型。例如对于以int类型的年、月、日作为参数的接口来说,用户很可能搞混顺序(不同国家年月日的常用顺序不一),那么可以建立年类、月类、日类作为参数类型。
2、限制类型上的操作。例如令返回值为const,即可阻止用户写出“a*b=c”的代码。
3、限制对象值。例如参数像月份这样取值有限,即可使用枚举类或者预先定义一系列函数返回所有月份。
4、消除用户的资源管理责任。例如条款13中提过一个工厂方法:
Widget* create_Widget() { ... }
如果只是返回一个裸指针,那么删除指针释放资源的责任就落在用户身上,而这常常会带来问题;如果把返回值改为shared_ptr,那么自动释放资源。
shared_ptr还有个性质是会使用每个指针专属的删除器。如果对象在一个DLL中被new创建而在另一个DLL内被delete,会引起运行期错误;而shared_ptr使用的删除器来自创建时所在的DLL,不存在上述问题。
条款19、设计class犹如设计type
当定义了一个新class,也就定义了一个新type。在定义一个新type前考虑以下问题:
新type的对象应该如何被创建和销毁?
对象的初始化和对象的赋值该有什么样的差别?
新type的对象如果被passed by value意味着什么?
什么是新type的合法值?
你的新type需要配合某些继承图系吗?
你的新type需要什么样的转换?
什么样的操作符和函数对此新type而言是合理的?
什么样的标准函数应该驳回?
谁该取用新type的成员?
什么是新type的未声明接口?
你的新type有多么一般化?
你真的需要一个新type吗?
条款20、宁以pass-by-reference-to-const替换pass-by-value
默认情况下C++以by value方式传参。这意味着函数参数都是由实参拷贝构造而来,调用端获得的也是函数返回值拷贝构造而来(不过有各种优化方式),多次拷贝的成本非常大。
C++中引用通常以指针来实现,传引用的成本相当低。因此,绝大多数情况下,用pass-by-reference-to-const替换pass-by-value更加高效。
此外,如果采用pass-by-value,如果误将派生类对象传给基类参数,那么派生类成员将被截断,仅留下基类成员;使用pass-by-reference-to-const即可避免这样的切割问题。
以上规则并不适用于内置类型以及STL的迭代器和函数对象,因为它们本质上很小,pass-by-value更适当。
条款21、必须返回对象时,别妄想返回其reference
虽然条款20中介绍了对于函数参数而言pass-by-reference-to-const相比pass-by-value的优势,但是对于函数返回值而言情况又不一样了。
当要返回的对象是一个局部栈对象时,函数退出后该对象就被销毁,无法通过指针或引用访问。因此函数返回值不能是指针或引用,必须是值传递。
当要返回的对象是函数内分配的堆对象时,如果返回的是堆对象的引用,那么函数退出后指针无法被删除,该堆对象无法被回收。因此需要返回堆对象的指针。
const Widget& f(){
Widget* p = new Widget();
return *p;
}
当返回的对象是局部静态变量的指针或引用时,如果程序的逻辑可能同时需要多个这样的对象,那么显然会出错:
const Rational& operator*(const Rational& lhs, const Rational& rhs){
static Rational result;
...
return result;
}
Rational a,b,c,d;
...
if((a*b)==(c*d)) //此时等号两边是同一个对象
正确的做法是:对于返回值而言,该用值传递是就用值传递
const Rational operator*(const Rational& lhs, const Rational& rhs);
条款22、将成员变量声明为private
将成员变量声明为private有各种好处:
1、客户访问数据的一致性。客户只需记住用访问器函数来得到数据,无需考虑哪些是成员函数、那些是成员变量。
2、可细微划分访问控制。public成员全都可读可写,而private成员可以通过访问器、修改器的不同设置来控制读写权限。
3、为所有可能的实现提供弹性。private成员完全封装,日后完全可以在不影响用户使用的前提下被修改或替换。
protected并不比public更具封装性。假设取消一个已存在的protected/ic成员变量,那么所有派生类中使用到它的都需相应调整;而取消一个private成员变量则无需这样。
条款23、宁以non-member、non-friend替换member函数
越多成员被封装,则越少用户能访问它们,则修改它们时弹性就越大。而对于成员变量来说(首先应该是private),能访问它的函数越多,则其封装性越低。
那么,如果在成员函数与非成员/非友元函数之间抉择,并且两者提供相同的技能,那么非成员/非友元函数能访问的成员变量更少,封装性更强。
class WebBrowser{
public:
void clear_cache();
void clear_history();
void clear_all{
clear_cache();
clear_history;
}
};
void clear_webbrowser(WebBrowser& wb){
wb.clear_cache();
wb.clear_history();
}
C++中比较自然的做法是选择clear_webbrowser而非WebBrowser::clear_all,并将其置于WebBrowser的命名空间中。
条款24、若所有参数皆需类型转换,请为此采用non-member函数
如果需要让某函数的所有参数都进行类型转换,包括this指针所指的参数,那么该函数必须是non-member的。
虽然让类支持隐式类型转换通常很糟糕,但有个例外是建立数值类型时:
class Rational{
public:
//参数分别为有理数的分子与分母
Rational(int numerator = 0,int denominator = 1);
int numerator() const;
int denominator() const;
const Rational operator*(const Rational& rhs) const;
}
当operator*是成员函数时,无法解决这样的代码:
Rational r1,r2;
...
r1 = 2 * r2;
//实质上等于 r1 = 2.operator*(r2)
对于有理数类的乘法,如果要支持字面量隐式转换为有理数对象,那么该类的operator*的所有参数都可能需要类型转换。因此成员函数无法解决这个问题,必须转为非成员函数:
const Rational operator*(const Rational& lhs,const Rational& rhs);
条款25、考虑写出一个不抛异常的swap函数
swap函数目前已是异常安全性编程的脊柱(copy and swap写法)。
如果对于你的类/模板类来说,swap的默认实现的效率可接受,那么无需额外做什么;而如果默认实现的效率不足,通常源于类为了二进制兼容性使用了pimpl技法,就需要实现一个确保不抛出异常的swap:
1、首先,提供一个public的swap成员函数,让它高效地置换两个对象。
2、在类/模板类所在的命名空间提供一个non-member的swap,调用swap成员函数。
3、对于类(而非模板类),还需特化std::swap,调用swap成员函数。
4、真正使用swap时先声明using std::swap,再直接使用swap,让编译器寻找最合适的swap实现版本。
namespace WidgetStuff{
// WidgetImpl对象非常大
class WidgetImpl { ... };
// Widget是上面的pimpl类,用指针指向Widget
class Widget{
public:
Widget& operator=(const Widget& rhs){
*(p_impl)=*(rhs.p_impl);
}
//swap时只需交换指针,所以默认实现效率不足
void swap(Widget& other){
using std::swap;
swap(p_impl, other.p_impl);
}
private:
WidgetImpl* p_impl;
}
// 同一命名空间下提供一个non-member的swap
void swap(Widget& lhs, Widget& rhs){
lhs.swap(rhs);
}
}
//std命名空间内提供特化版本的swap
namespace std{
template<>
void swap
(Widget& lhs, Widget& rhs){ lhs.swap(rhs);
}
}
—— EOF —— 你好,我是飞宇,本硕均于某中流985 CS就读,先后于百度搜索以及字节跳动电商等部门担任Linux C/C++后端研发工程师。
同时,我也是知乎博主@韩飞宇,日常分享C/C++、计算机学习经验、工作体会,欢迎点击此处查看我以前的学习笔记&经验&分享的资源。
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