《Effective C++》读书笔记（1）：让自己习惯C++

条款1、视C++为一个语言联邦

最初，C++只是C加上一些面向对象特性。但随着它逐渐成熟，今天的C++已经是个多重范型语言。

可以将C++视为一个由4个次语言组成的联邦而非单一语言：1、C，说到底C++仍是以C为基础。2、object-oriented C++，包括封装、继承、多态等面向对象设计。3、template C++，泛型编程，衍生出模板元编程（在各个新标准中逐步完善）。4、STL，包括容器、迭代器、算法与函数对象。

每个次语言都有自己的规约，而C++高效编程守则视情况而变化。

条款2、尽量以const、enum、inline替换#define

#define可以用来定义一些变量、函数，但它只是一方面单纯的文本替换，并且没有任何类型检查，导致容易引起莫名其妙的问题，另一方面预处理后已经消失，编译链接过程中没有其符号信息，出问题时无法定位到它。

#define CALL_WITH_MAX(a,b) f((a)>(b)?(a):(b))

int a=5,b=0;
CALL_WITH_MAX(++a,b);
CALL_WITH_MAX(++a,b+10);

即使上文的宏已经仔细地为所有参数添加小括号，仍然出现了问题：第一次调用中a被累加两次，第二次调用中a被累加一次。

更加可预测并且类型安全的写法是，对于定义常量，使用const对象（对于一系列常量，使用枚举或枚举类，而不是一系列#define），对于定义函数，使用模板内联函数。

template<typename T>
inline void call_with_max(const T& a, const T& b){
  f( (a>b)? a : b);
}
#不过inline目前主要指多重定义而非内联

条款3、尽可能使用const

const可被施加于各种作用域中的各种对象，告诉编译器某值应该不变。

char greeting[] = "Hello";
char* p1 = greeting;
const char* p2 = greeting;       //被指物不可修改
char* const p3 = greeting        //指针不可修改
const char* const p4 = greeting; //皆不可修改

真正威力强大的用法是面对函数声明时，const可以和函数返回值、各参数、成员函数自身产生关联。例如令函数返回const，往往可以降低因用户错误而造成的意外，又不至于放弃安全性和高效性。

class Rational{...};
const Rational operator*(const Rational& lhs,const Rational& rhs);
//上述写法可以避免用户写出 a*b = c

对于成员函数自身的const，编译器强制实施bitwise const，即强制不能修改任何成员变量。但实际上很多情况下我们需要的是logical const，即const成员函数也应该可以修改某些客户不可见的数据，这时可以用mutable成员变量来绕过const成员函数的限制。

例如对于一个文本块的对象而言，其内部很可能存在高速缓存；对于查询文本块长度这样的const操作，仍然需要更新高速缓存：

class TextBlock{
public:
  std::size_t length() const;
private:
  char *pText;
  mutable std::size_t text_length;
  mutable bool length_is_valid;
};

std::size_t TextBlock::length() const{
  if(!length_is_valid){
    text_length = std::strlen(pText);
    length_is_valid = true;
  }
  return text_length;
};

C++中两个函数如果只是常量性不同，也可以重载。当const成员函数与非const成员函数有着实质等价的实现时，为了避免冗余，可以令non-const版本调用const版本：

class TextBlock{
public:
  const char& operator[](std::size_t position) const{
    ...
  }
  char& operator[](std::size_t position){
    return const_cast<char&>(static_cast<const TextBlock&>(*this)[position]);
  }
};
//后者首先将自身转换为const对象
//随后调用const成员函数，返回const引用
//最后转换为non-const引用

条款4、确定对象被使用前已先被初始化

C++中变量并非一定会进行初始化。最佳处理办法是：对于内置类型必须手动初始化，而对于用户定义的对象，在使用对象前将其初始化（责任落在构造函数上）。

构造函数包含成员初值列与函数体。1、最好使用成员初始列的初始化而非函数体内的赋值，否则对象会在成员初始列的步骤中进行默认初始化，再在赋值的过程中进行拷贝，成本增高。2、成员初始列的排列顺序应与在类中的声明次序一致，因为成员初始化顺序只与后者有关，前者若与后者不一致的话可能导致误解。

只剩最后一个难点：函数内的静态变量称为local静态变量，其他的都是non-local；而不同编译单元（一个编译单元指产出单一目标文件的源码们）内定义的non-local静态对象的初始化顺序并未规定。倘若存在这样的两个变量a和b，且b的初始化需要使用a，如果a尚未初始化就被b使用了，显然程序会出错。

解决方法也很简单：将每个non-local静态变量移到自己的专属函数内，这些函数返回该静态变量的引用，用户使用这些函数而非直接使用变量（类似单例模式）。至此，non-local静态变量被local静态变量取代。

class FileSystem{...};
FileSystem& tfs(){
  static FileSystem fs;
  return fs;
}
class Directory{...};
Directory::Directory(...){
    ...
   std::size_t disks = tfs().num_disks();
   ...
}