《Effective C++》读书笔记，记录书中基础和重要的知识，附带整理一些相关的知识
一、习惯C++
1.视C++为一个语言联邦
2.尽量使用const等替换#define
3.尽可能使用const
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const可以作用于：变量、指针、函数参数类型、类中的常函数。const可以防止变量被意外的修改，有助于编译器检测这些意外改变。
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当non-const和const实现相同逻辑时，non-const对象可以调用const成员函数，这样可以缩减代码量。const对象不能调用non-const成员函数，编译报错：discards qualifiers。
Link：
- const对象被mutable修饰可以修改。
- const可以被四大转化符中const_cast进行转型，其他的是static_cast,dynamic_cast,reinterpert_cast。
- const与处于左右边时含义分别位const指针与const内容。const * –>内容不可变， const –>指针不可变。
- const修饰成员变量时，只能在初始化列表中进行初始化——(需要与static进行区分)。
- 构造函数和静态函数不能成为const函数——(static静态成员是属于类的，而不属于某个具体的对象，所有的对象共用static成员。this指针是某个具体对象的地址，因此static成员函数没有this指针。而函数中的const其实就是用来修饰this指针的，意味this指向的内容不可变，所以const不能用来修饰static成员函数)。
4.确定对象使用前被初始化
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在构造函数的初始化列表中的才算是初始化，而构造函数的内容是在初始化列表之后执行。
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不同编译单元的non-local static对象初始化相对次序并无明确定义，以local对象替换得以免除问题。
Link：
- 成员变量在使用初始化列表初始化时，与构造函数中初始化成员列表的顺序无关，只与定义成员变量的顺序有关。因为成员变量的初始化次序是根据变量在内存中次序有关，而内存中的排列顺序早在编译期就根据变量的定义次序决定了。
- 如果不使用初始化列表初始化，在构造函数内初始化时，此时与成员变量在构造函数中的位置有关。
- 类成员在定义时，是不能初始化的/类中const成员常量必须在构造函数初始化列表中初始化/类中static成员变量，必须在类外初始化。
- 初始化顺序 1.基类的静态变量或全局变量 2 派生类的静态变量或全局变量 3 基类的成员变量 4 派生类的成员变量。
二、构造/析构/赋值运算
5.C++默认编写并调用的函数
编译器默认实现的函数：默认构造、析构、拷贝构造、赋值函数
Link：
- 深拷贝与浅拷贝：浅拷贝只复制指向某个对象的指针,而不复制对象本身,新旧对象还是共享同一块内存。深拷贝会另外创造一个一模一样的对象,新对象跟原对象不共享内存,修改新对象不会改到原对象。
- 深拷贝实现方式：
C++ —— 重载拷贝构造函数或赋值函数
Js —— 1.使用递归的方式实现深拷贝 2.通过JSON对象实现深拷贝(无法实现对象中方法的深拷贝) 3.通过jQuery的extend方法实现深拷贝 4.Object.assign()拷贝(一级属性是深拷贝，二级后不是) 5.lodash函数库实现深拷贝
6.不想使用默认生成的函数，可以明确拒绝
默认的构造可以被其他构造替换，拷贝构造和赋值函数如果不想被外面调用可以将其声明为private。
Link：
- 单例模式中通过禁用掉默认构造函数防止生成多个实例
7.多态基类声明virtual析构函数
父类析构如果不是virtual，只会释放掉父类对象的空间，出现内存泄漏
8.别让异常逃离析构函数
9.绝不在构造和析构过程中调用virtual函数
父类的构造函数发生在子类之前，而此时子类的成员变量等并未初始化，因此在父类的构造函数中调用virtual函数，绝对不会调用子类的方法
子类析构函数调用在父类之前，因此在父类析构函数调用virtual函数时，子类都不存在了，你让编译器怎么调用。因此一定不要再构造和析构中调用virtual函数
10.令operator= 返回一个reference to *this
返回引用比临时变量要少几次构造析构，效率高
11.在operator= 中处理“自我赋值”
- 在复制构造之前别删除原指针
- 发现是自己赋值自己的时候（this = &object）直接返回*this即可
12.复制对象的时候勿忘其每个部分
三.资源管理
13.以对象管理资源
- 为了防止资源泄漏，请使用RAII对象，在构造函数里面获得资源，并在析构函数里面释放资源
- auto_ptr：被销毁会自动删除它所指之物，复制所得的指针将获得资源的唯一拥有权
- 引用计数型智慧指针（RCSP）：持续追踪多少个指针指向该资源，无人指向他时自动删除该资源-> share_ptr,weak_ptr
Link:
- RAII- Resource Acquisition Is Initialization，资源获取时就进行初始化->使用一个对象，在其构造时获取资源，在对象生命期控制对资源的访问使之始终保持有效，最后在对象析构的时候释放资源
- auto_ptr存在一定的异常，已经被弃用，采用unique_ptr进行代替。
- auto_ptr采用copy语义来转移指针资源，转移指针资源的所有权的同时将原指针置为NULL，这与通常的copy语义行为行为是不一致的(不修改原数据)
- E1：sort的快排实现中有将元素复制到某个局部临时对象中，对于auto_ptr而言却将原元素置为null，这就导致最后的排序结果中可能有大量的null
- E2：多个auto_ptr不能管理同一片内存， 执行=的时候，就把原来的auto_ptr给干掉。如果多个auto_ptr管理同一块内存肯定有问题。第一个auto_ptr析构的时候就应该把内存释放掉了, 第二个auto_ptr再析构的时候，就要去释放已经被释放的内存了，导致错误。
14.在资源管理类小心copy行为
一般资源管理类复制时可以选择以下做法：
- 禁止复制(复制不合理)
- “引用计数法”(shared_ptr)
- 复制底层资源(“深拷贝”)
- 转移底部资源的拥有权（unique_ptr，移动语义）
15.在资源管理类中提供对原始资源的访问
16.成对的使用new和delete
17.以独立的语句将newd对象置入智能指针
不要写下类似Function(shared_ptr(new Class), x())，其中Function和x为函数，Class是一个类。
原因在于shared_ptr的构造分为两步，第一步是new Class创建一个对象，第二部是执行构造函数，但是像上面那样写可能导致x()在两步之间运行（与编译器如何编译代码有关了），如果这个时候x()发生了异常，那么就会导致内存泄漏。因此初始化shared_ptr的时候，最好不要掺杂其他东西。
四、设计与声明
18.让接口容易被正确使用，不易被误用
shared_ptr支持定制型删除器，可预防DLL问题，可被用来自动解除互斥锁等等
19.设计class犹如设计type
20.宁以pass-by-refrence-to-const替换pass-by-value
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效率问题，pass-by-value会导致很多临时对象的产生和销毁，就会多调用几次构造和析构，因此效率更低
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对象切割问题，pass-by-value的方式将一个子类对象传入一个参数类型父类的函数，那么拷贝的对象将被切割成只有父类对象被保留。引用可以解决这个问题，因为引用本质上也是指针，就和多态是一样的
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内置类型，STL迭代器和函数对象一般采用pass-by-value，因为其复制代价很小
21.不要返回临时对象的引用
- 绝不要返回pointer或reference指向一个local stack对象（在函数退出前被销毁）
- 不要返回pointer或reference指向一个heap对象（用户不知道如何delete）
- 不要返回pointer或者reference指向local static对象而有可能需要多个这样的对象（同一行不能调用多次该函数，static只有一份）
22.将成员变量申明为private
23.宁以non-member、non-friend函数替换member函数
24.若所有参数都需要类型转换，请为此采用non-member函数
25.写一个不抛出异常的swap函数
如果提供一个member swap，也该提供一个non-member swap用来调用前者
五、实现
26.尽可能延后变量定义式出现的时间
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因为变量（对类而言）的定义，需要承担一次构造函数的时间，在函数结束后还可能承担一次析构函数的时间，假如该变量未被使用，那么构造函数和析构函数的时间就白白浪费了，尤其是在可能发生异常的函数中，假如你过早的定义变量，然后在你使用这个变量之前抛出了异常，那么这个变量的构造函数就没有意义而且降低效率。所以应该尽可能延后变量定义得时间，只有真正使用这个变量的时候才定义它
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条款4讲过，copy construction的效率 > default construction +assign function，所以最好的做法是直接调用copy construction函数对变量直接进行初始化，而不是先定义，再赋值
27.尽量避免转型
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最好使用C++4个新式的类型转换函数，因为这很容易辨识，代码可读性提高(static_cast、const_cast、dynamic_cast、reinterpert_cast)
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尽量避免使用dynamic_cast(安全向下转型)，因为这种转换效率很低，一般用虚函数的方式来避免转型
28.避免返回一个指针、引用或者迭代器指向类内的成员
- 如果返回了成员的引用或者指针，就可以通过这个引用或者指针修改雷内的private成员，这样是不合理的（这样的话成员就相当于public的了），这一点可以通过给函数的返回类型加const修饰符来防止内部成员变量被修改
- 如果获得的类内的一个成员的引用或指针，但是在使用之前，对象被释放了，那么这个引用或指针就变成了野指针了，必然会导致core dump错误。所以应该避免返回类内成员的指针或引用。
29.异常安全函数
30.inline 函数
inline只是一种申请，编译器会根据具体情况来决定一个函数是否可以是inline，like递归函数、virtual函数、代码较多的函数，即使你声明了inline关键字，编译器也不会将此类函数视为inline的函数。
31.编译依存关系降低至最低
支持”编译依存最小化”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 classes和Interface classes
- Handle classes：在.h文件中用class 声明代替include头文件，把成员变量替换为指针的形式
- 如果依赖的.h发生改变，当include头文件时，所有使用此类的文件均需要重新编译
- 当采用class声明时，并不会导致重新编译
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Interface Classes也可以降低编译的依赖，实现方法大致是父类只提供虚方法，而将实现放置在子类中，再通过父类提供的一个特别的静态函数，生成子类对象，通过父类指针来进行操作
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这两种方式都存在一定的代价：Handle classes方式的实现要多分配指针大小的内存，每次访问都是间接访问。Interface classes形式的实现方式要承担虚函数表的代价以及运行时的查找表的代价
六、继承与面向对象设计
32.确保public继承是is-a关系
33.名称遮掩问题
编译器对于各作用域有查找顺序，所以会造成名称遮掩，各作用域依次为：
- global作用域
- namespace
- base class
- derived class
- local作用域
- 等等
子类会隐藏父类同名的函数，可以使用类名作用域、利用using声明式或inline转交函数来规避隐藏
Link
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覆盖、重载、隐藏
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覆盖(动多态的实现)—— 是指派生类函数覆盖基类函数，特征是：
- 不同的范围(分别位于派生类与基类)；
- 函数名字相同；
- 参数相同；
- 基类函数必须有virtual 关键字。
- 重载(静多态的实现)—— 是指一个同名函数给予不同参数有多种实现：
- 相同的范围(在同一个类中);
- 函数名字相同；
- 参数不同；
- virtual 关键字可有可无
- 不关心返回类型
- 隐藏—— 是指派生类的函数屏蔽了与其同名的基类函数：
- 如果派生类的函数与基类的函数同名，但是参数不同。此时，不论有无virtual关键字，基类的函数将被隐藏(注意别与重载混淆，区别在于重载是在同一个类中，隐藏在不同作用域上)
- 如果派生类的函数与基类的函数同名，并且参数也相同，但是基类函数没有virtual关键字。此时，基类的函数被隐藏(注意别与覆盖混淆，区别在于基类函数没有virtual关键字)
34.接口继承与实现继承
- pure virtual函数使derived class只继承函数接口
- impure virtual函数使derived class继承函数接口和缺省实现
- non-virtual函数使derived class继承函数的接口和一份强制性实现
35.考虑virtual函数以外的选择
36.不要重新定义继承来的non-virtual函数
会导致基类的non-virtual函数被隐藏，详见33条中Link
37.不要重新定义重写函数（virtual）的默认参数
c++中缺省参数值为静态绑定，因此指针是什么类型，默认参数就是什么类型。
解决方法是将带有默认参数的函数改为non-virtual函数，内部再调用一个virtual函数。因为non-virtual函数是从来不应该被重写的
38.类与类之间的关系：复合（has a的关系）
39.私有继承
- Derived还能调用Base中的public和protected的东西(成员函数)，但Derived对象不能调用Base中的任何东西。
- Like Base中的成员函数能调用其private的东西，但Base对象却不能。
40.多重继承
多重继承会涉及到菱形继承、virtual继承导致对象体积大，访问成员变量速度慢等问题，可以使用dynamic_cast来进行向下转化
七、模板与泛型编程
41.隐式接口和编译器多态
class的继承和template都支持接口和多态。只不过class实现的接口是显式的，就是说一定能直接找到这个接口的实现代码。而template实现的接口，只能模糊的知道接口的特征，一般间接能找到实现的代码。用继承实现的多态属于运行期多态、模板实现的多态则是编译期多态。
42.了解typename
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在声明template参数时，class和typename可互换。
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typename的第二个用处是告诉编译期某一个嵌套从属类型是类型，最典型的就是STL中容器的迭代器类型，例如：T::iterator(T是个容器的类型，例如：vector)，这个时候就要在T::iterator前面加一个typename，告诉编译器这是一个类型，否则编译器不能确定这是什么，因为有可能iterator是个静态变量或者某一namespace下的变量。
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类的继承列表和初始化列表中的类型不需要typename指定类型，因为继承的一定是个类，而初始化列表一定是调用父类的构造或者初始化某个成员。
43.调用基类模板成员
当一个类的基类包含模板参数时，需要通过this->的方式调用基类内的函数，例如 class F: public S，在F中的成员函数中调用S中的成员函数test()需要使用this->test()，直接写test()无法通过编译。原因是因为C是个模板无法确定S中一定有test函数，即使所有C都包含test函数，但是在编译器看来它是不确定这个问题的，因此无法通过编译。
解决办法是
- 使用this->test，这样做告诉编译器假设这个test已经被继承了。
- 使用using声明式：using S::test告诉编译期这个test位于S内。相当于必须手动通知编译器这个函数是存在的。
44.将与template参数无关的代码抽离到模板外
- 非类型模板参数造成的代码膨胀，用函数参数或者class成员变量替换template参数
- 类型模板参数造成的代码膨胀，可以让具有完全相同二进制表述的具现类型共享实现
45.运用成员函数模板接受所有兼容类型
即使声明了“泛化拷贝构造函数”和“泛化的赋值操作符”，仍然需要声明正常的拷贝构造函数和拷贝赋值操作符
46.需要类型转换时请为模板定义非成员函数
template实参推导过程中从不将隐式类型转换函数纳入考虑，而class template并不依赖template实参推导，在生成模板类时就可推导出函数而非函数模板
47.traits编程技巧
- traits是用来获取参数类型信息，虽然可以使用typeid进行简单的实现，但是这种做法效率低，因为typeid需要配个if使用，if是在运行期才决定的，而traits可以在编译器就进行类型的判别，效率更高
- 怎么在编译期做到判断if呢，方法就是重载函数，重载函数是在编译期就确定了调用哪个的，原理就是和所有名字相同的重载函数比较，直到找到参数类型一致的，这就是编译期实现了if判断
Link 此处涉及模板的特化与偏特化，详见《STL源码剖析》