条款 11 - 条款 20 | 《Effictive C++》笔记

Effictive C++ 条款 11 - 条款 20。

条款 11：在 operator= 中处理“自我赋值”

确保当对象自我赋值时 operator= 有良好行为，应当保证有自我赋值安全性和异常安全性。

自我赋值不安全，异常不安全的实现（pb 会指向一个被删除的对象）：

Widget& Widget::operator=(const Widget& rhs) {
    delete pb;
    pb = new Bitmap(*rhs.pb);
    return *this;
}

自我赋值安全，异常不安全的实现（如果构建 Bitmap 失败，则 pb 可能会是一个 nullptr）：

Widget& Widget::operator=(const Widget& rhs) {
    if (this == &rhs) return *this; // 证同测试
    delete pb;
    pb = new Bitmap(*rhs.pb);
    return *this;
}

自我赋值安全，异常安全的实现（如果 new Bitmap 抛出异常，pb 保持原状）：

Widget& Widget::operator=(const Widget& rhs) {
    Bitmap* dummy = pb;       // 记住原先的 pb
    pb = new Bitmap(*rhs.pb); // 令 pb 指向 *pb 的一个副本
    delete dummy;             // 删除原先的 pb
    return *this;
}

自我赋值安全，异常安全的实现（让 operator= 具备异常安全性往往自动获得自我赋值安全性）：

Widget& Widget::operator=(const Widget& rhs) {
    Widget temp(rhs); // 为 rhs 数据制作一份副本
    swap(temp);       // 将 *this 数据和上述副本的数据交换
    return *this;
}

条款 12：复制对象时勿忘其每一个成分

• 对于基类中的 private 成员，派生类无法访问，所以在复制派生类时，应该让派生类的拷贝构造函数调用相应的基类构造函数

  DerivedClass::DerivedClass(const DerivedClass& rhs)
      : BaseClass(rhs), // 调用基类的拷贝构造函数
        member(rhs.member) {
      // do something
  }

• 不要尝试以某个拷贝函数实现另一个拷贝函数，应该将共同功能放进第三个函数中，并由两个拷贝函数共同调用

条款 13：以对象管理资源

• 资源取得时机便是初始化时机（Resource Acquisition Is Initialization, RAII），即初始化一个对象后立即放进管理对象中

  std:share_ptr<Instance> pIns(createInstance());

• 依赖析构函数确保资源被释放

条款 14：在资源管理类中小心 copying 行为

当一个 RAII 对象被复制时，大多数情况下有两种选择：

• 禁止复制：许多时候允许 RAII 对象复制并不合理（如锁），将拷贝构造函数和拷贝赋值操作符声明为 private 并且不予实现
• 使用引用计数法

条款 15：在资源管理类中提供对原始资源的访问

• APIs 往往要求访问原始资源，所以每一个 RAII 类应该提供一个“取得其所管理之资源”的办法
• 对原始资源的访问可能经由显式转换或隐式转换
  • 一般而言显式转换比较安全：保证每个原始资源都有对象管理，不至于产生野指针（比如资源管理类 A 管理原始资源 B，如果使用隐式转换，则容易误用 B b = a 使 b 指向 a 中的原始资源，当 a 析构时其管理的原始资源也被释放，导致 b 成为虚吊的）
  • 但隐式转换对客户比较方便：不需要每次都要显式地调用函数

条款 16：成对使用 new 和 delete 时要来取相同形式

• delete 和 delete[] 的区别在于 delete 会将 new 时申请的空间释放（new 时记录了分配空间的大小），但是只会调用第一个元素的析构函数；而 delete[] 则不仅会将 new 时申请的空间释放，还会调用所有元素的析构函数
• 所以当 new 一个数组的时候，对于基本数据类型 delete 和 delete[] 都能完成内存的释放；而对于自定义数据类型，delete 只会调用第一个对象的析构函数，造成了资源泄漏问题
• 如果在 new 表达式中使用 []，在相应的 delete 表达式中也要使用 []；如果在 new 表达式中不使用 []，则不要在相应的 delete 表达式中使用 []

条款 17：以独立语句将 newed 对象置入智能指针

对于这样一个函数：

void ProcessWeidget(std::shared ptr<Widget> pw, int prio);

以如下方式使用：

ProcessWidget(std::shared_ptr<Widget>(new Widget), priority());

在调用 ProcessWidget 函数之前如果编译器选择以执行 new Widget、调用 priority 函数、执行 shared_ptr 构造函数的顺序执行，当 priority 函数发生异常时，new Widget 返回的指针将会遗失，从而造成资源泄漏。

正确的写法：

std::shared_ptr<Widget> pw(new Widget);
ProcessWidget(pw, priority());

条款 18：让接口容易被正确使用，不易被误用

• 促进正确使用
  • 接口的一致性：如 STL 中容器都有 size 函数
  • 与内置类型的行为兼容
• 阻止误用
  • 建立新类型
  • 限制类型上的操作
  • 束缚对象值
  • 消除使用者的资源管理责任
• std::shared_ptr 支持定制型删除器，这可防范 cross-DLL 问题，可被用来自动解除互斥锁
  • cross-DLL 问题产生于“对象在一个动态库中被 new 创建，却在另一个动态库内被 delete 销毁”，在许多平台上这种情况会导致运行期错误，而 std::shared_ptr 没有这个问题，因为它默认的删除器是来自 std::shared_ptr 诞生所在的那个动态库的 delete
• 好的接口可以防止无效的代码通过编译

条款 19：设计 class 犹如设计 type

设计一个新的 class 需要考虑以下问题：

• 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 的对象如果被以值传递，意味着什么？
• 什么是新 type 的“合法值”？
• 你的新 type 需要配合某个继承图系吗？
• 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“未声明接囗”?
• 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

• pass-by-reference-to-const 通常比较高效
  • 没有任何构造函数或析构函数被调用，因为没有任何新对象被创建
• pass-by-reference-to-const 可避免切割问题
  • 当一个派生类对象以传值方式传入一个函数，但是该函数的形参是基类，则只会调用基类的构造函数构造基类部分，派生类的新特性将会被切割掉，而此时使用引用方式传递则可以保留派生类特性