让自己习惯C++，Accustoming Yourself to C++

1. 视C++为一个语言联邦，View C++as a federation of languages.

• 将 C++视为一个由相关语言组成的联邦而非单一语言。在其某个次语言（sublanguage）中，各种守则与通例都倾向简单、直观易懂、并且容易记住。然而当你从一个次语言移往另一个次语言，守则可能改变。为了理解C++，你必须认识其主要的次语言。

  1. C语言
  2. Object-Oriented C++。
  3. Template C++。
  4. STL

• C++并不是一个带有一组守则的一体语言；它是从四个次语言组成的联邦政府，每个次语言都有自己的规约。记住这四个次语言你就会发现C++容易了解得多。

• C++高效编程守则视状况而变化，取决于你使用C++的哪一部分。

2. 尽量以const，enum，inline替换＃define Prefer consts，enums，and inlines to＃defines.

以编译器替换预处理器。

有了 consts、enums 和 inlines，我们对预处理器（特别是＃define）的需求降低了，但并非完全消除。＃include仍然是必需品，而＃ifdef/＃ifndef也继续扮演控制编译的重要角色。目前还不到预处理器全面引退的时候，但你应该明确地给予它更长更频繁的假期。

• 对于单纯常量，最好以const对象或enums替换＃defines。
• 对于形似函数的宏（macros），最好改用inline函数替换＃defines。

3. 尽可能使用const，Use const whenever possible.

const修饰变量
const修饰表达式
const修饰指针
const修饰引用
const修饰函数形参
const修饰成员函数
常量成员函数重载规则

C++ 侯捷课程知识整理

4：确定对象被使用前已先被初始化 Make sure that objects are initialized before they’re used.

• 为内置型对象进行手工初始化，因为C++不保证初始化它们。
  因为类的成员变量有时候被初始化（为 0），有时候不会。

• 构造函数最好使用成员初值列（member initialization list），而不要在构造函数本体内使用赋值操作（assignment）。
  初值列列出的成员变量，其排列次序应该和它们在class中的声明次序相同。

• 为免除“跨编译单元之初始化次序”问题，请以local static对象替换non-local static对象。

class Point{int x, y;
}
// p的成员变量有时候被初始化（为 0），有时候不会。
Point p;// 使用member initialization list进行初始化
class People {
private: std::string the_name;std::string the_title;
public:
//  People(const std::string& name, const std::string& title) {
//    the_name = name;  // 这些都是assignment，不是initialization，这样的话成员变量会先进行初始化，再进行赋值
//    the_title = title;
//  }People(const std::string& name, const std::string& title): the_name(name), the_title(title) {}
}

构造/析构/赋值运算 Constructors，Destructors，and Assignment Operators

5. 了解C++默默编写并调用哪些函数 Know what functions C++silently writes and calls.

• 编译器可以class默认创建default构造函数、copy构造函数、copy assignment操作符，以及析构函数。
• 若class中其中声明了一个构造函数，编译器于是不再为它创建default构造函数。

6：若不想使用编译器自动生成的函数，就该明确拒绝 Explicitly disallow the use of compiler-generated functions you do not want.

可以使用= delete将编译器默认生成的拷贝构造函数、拷贝赋值函数显示删除掉。

7：为多态基类声明virtual析构函数 Declare destructors virtual in polymorphic base classes.

任何 class 只要带有 virtual 函数都几乎确定应该也有一个virtual析构函数。

• polymorphic（带多态性质的）base classes 应该声明一个 virtual 析构函数。
  如果class带有任何virtual函数，它就应该拥有一个virtual析构函数。

• Classes 的设计目的如果不是作为 base classes 使用，或不是为了具备多态性（polymorphically），就不该声明virtual析构函数。
  因为使一个函数添加virtual后，将会生成虚指针vptr和虚表vtbl，即为类添加一个vptr会增加其对象大小达50%～100%！

8：别让异常逃离析构函数 Prevent exceptions from leaving destructors.

• 析构函数绝对不要吐出异常。
  如果一个被析构函数调用的函数可能抛出异常，析构函数应该捕捉任何异常，然后吞下它们（不传播）或结束程序。

• 如果客户需要对某个操作函数运行期间抛出的异常做出反应，那么 class 应该提供一个普通函数（而非在析构函数中）执行该操作。

9：绝不在构造和析构过程中调用virtual函数 Never call virtual functions during construction or destruction.

如果你同时也是一位Java或C＃程序员，请更加注意本条款，因为这是C++与它们不相同的一个地方。

• 在base class构造期间，virtual函数不是virtual函数。
  base class 构造期间 virtual 函数绝不会下降到derived classes阶层。

• 在构造和析构期间不要调用virtual函数，因为这类调用从不下降至derived class （比起当前执行构造函数和析构函数的那层）。

10：令operator=返回一个 reference to*this

Have assignment operators return a reference tothis.
为了实现“连锁赋值”，赋值操作符必须返回一个reference指向操作符的左侧实参。
令赋值（assignment）操作符返回一个reference tothis。

int x, y, z;
x = y = z = 15; // 赋值连锁赋值class A {A& operator=(const A& rhs) {// ...return *this;}A& operator=(A&& rhs) {// ...return *this;}A& operator+=(const A& rhs) {// ...return *this;}}

11：在operator=中处理“自我赋值” Handle assignment to self in operator=.

• 确保当对象自我赋值时operator=有良好行为。其中技术包括比较“来源对象”和“目标对象”的地址、精心周到的语句顺序、以及copy-and-swap。

• 确定任何函数如果操作一个以上的对象，而其中多个对象是同一个对象时，其行为仍然正确。

• 自我赋值”发生在对象被赋值给自己时，这有时候是一个很隐蔽的操作。要注意处理自我赋值安全性和异常安全性。

• 具备“异常安全性”往往自动获得“自我赋值安全”，所以只需要把焦点放在实现异常安全性上。

class Widget{
public://  不安全，无法处理自我赋值安全性
//  Widget& Widget::operator=(const Widget& rhs) {
//    delete pb; 
//    pb = new Bitmap(*rhs.pb);  // 异常安全性
//    return *this;
//  }//  不安全，无法处理异常安全性
//  Widget& Widget::operator=(const Widget& rhs) {
//    if (this == &rhs) return *this;
//    delete pb; 
//    pb = new Bitmap(*rhs.pb);  // 异常安全性，alloc失败
//    return *this;
//  }// 精心安排的语句就可以导出异常安全
Widget& Widget::operator=(const Widget& rhs) {// 此处可以加证同测试代码，if (this == &rhs) return *this;Bitmap *pOrigin = pb;pb = new Bitmap(*rhs.pb);delete pOrigin;return *this;
}// copy and swap技术
void swap(Widget& rhs) {...} // 交换*this和rhs的数据
Widget& Widget::operator=(const Widget& rhs) {Widget temp(rhs); //  copy一份rhsswap(temp);     // swap *this和copy值return *this;
}private:Bitmap *pb;
}

12：复制对象时勿忘其每一个成分 Copy all parts of an object.

• Copying函数应该确保复制“对象内的所有成员变量”及“所有base class成分”。

• 不要尝试以某个copying函数实现另一个copying函数。应该将共同机能放进第三个函数中，并由两个coping函数共同调用。

资源管理Resource Management

所谓资源就是，一旦用了它，将来必须还给系统。
C++程序中最常使用的资源就是动态分配内存，其他常见的资源还包括文件描述器（file descriptors）、互斥锁（mutex locks）、图形界面中的字型和笔刷、数据库连接、以及网络sockets。

13：以对象管理资源 Use objects to manage resources.

智能指针。

• 为防止资源泄漏，请使用RAII对象，它们在构造函数中获得资源并在析构函数中释放资源。

• 在c++11上，使用share_ptr和unique_ptr代替auto_ptr：

  • auto_ptr无引用计数，会引发double free问题；
  • auto_ptr无法使用泛型来处理数组类型析构，即无法delete[]

14：在资源管理类中小心copying行为 Think carefully about copying behavior in resource-managing classes.

• 每一位RAII class作者一定需要面对的：“当一个 RAII 对象被复制，会发生什么事？

• 复制 RAII 对象必须一并复制它所管理的资源，所以资源的 copying 行为决定RAII对象的copying行为。

• 普遍而常见的 RAII class copying 行为是：禁止copying、对底层资源祭出“引用计数法”(使用智能指针删除器)、复制底部资源(深拷贝)、转移底部资源的拥有权。

15：在资源管理类中提供对原始资源的访问 Provide access to raw resources in resource-managing classes.

• APIs往往要求访问原始资源（raw resources），所以每一个RAII class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，但隐式转换对客户比较方便。

16：成对使用new和delete时要采取相同形式 Use the same form in corresponding uses of new and delete.

• 如果你在new表达式中使用[]，必须在相应的delete表达式中也使用[]。
  如果你在new表达式中不使用[]，一定不要在相应的delete表达式中使用[]。

• 被delete的那个指针，所指的是单一对象或对象数组？
  因为单一对象的内存布局一般而言不同于数组的内存布局。
  数组所用的内存通常还包括“数组大小”的记录，以便delete知道需要调用多少次析构函数。
  单一对象的内存则没有这笔记录。你可以把两种不同的内存布局想象如下，其中n是数组大小：
  

std::string *pStr1 = new std::string;
std::string *pStr2 = new std::string[100];delete pStr1;  // 单一对象
delete[] pStr1; // 数组，必须显示声明是数组

17：以独立语句将newed对象置入智能指针 Store newed objects in smart pointers in standalone statements.

• 以独立语句将 newed对象存储于（置入）智能指针内。如果不这样做，一旦异常被抛出，有可能导致难以察觉的资源泄漏。

// processWidget(std::shared_ptr<Widget> pw(new Widget), priority());  // 可能会泄露std::shared_ptr<Widget> pw(new Widget); // 独立语句存储于智能指针内
processWidget(pw, priority()); 

设计与声明 Designs and Declarations

良好的 C++接口的设计和声明，提高正确性、高效性、封装性、维护性、延展性，以及协议的一致性。

18：让接口容易被正确使用，不易被误用 Make interfaces easy to use correctly and hard to use incorrectly.

• 好的接口很容易被正确使用、好的接口可以防止无效的代码通过编译，不容易被误用。你应该在你的所有接口中努力达成这些性质。

• “促进正确使用”的办法包括接口的一致性，以及与内置类型的行为兼容。

• “阻止误用”的办法包括建立新类型、限制类型上的操作，束缚对象值，以及消除客户的资源管理责任。

• tr1：：shared_ptr支持定制型删除器（custom deleter）。这可防范DLL问题，可被用来自动解除互斥锁（mutexes；见条款14）等等。

19：设计class犹如设计type. Treat class design as type design.

• Class的设计就是type的设计。在定义一个新type之前，请确定你已经考虑过本条款覆盖的如下讨论主题。

• 几乎每一个class都要求你面对以下提问，而你的回答往往导致你的设计规范：

  1. 新type的对象应该如何被创建和销毁？
     operator new，operator new[]，operator delete和operator delete[]如何设计
  2. 对象的初始化和对象的赋值该有什么样的差别？
     构造函数和赋值（assignment）操作符的行为，以及其间的差异。
  3. 新type的对象如果被passed by value（以值传递），意味着什么？
     copy构造函数用来定义一个type的pass-by-value该如何实现。
  4. 什么是新type的“合法值”？
     对class的成员变量而言，通常只有某些数值集是有效的。
     你的成员函数（特别是构造函数、赋值操作符和所谓 “setter” 函数）必须进行的错误检查工作。
     它也影响函数抛出的异常、以及（极少被使用的）函数异常明细列（exception specifications）。
  5. 你的新type需要什么样的转换？
     隐式和显式转换函数
  6. 什么样的操作符和函数对此新 type 而言是合理的？
     声明哪些函数
  7. 什么样的标准函数应该驳回？
     哪些函数必须声明为private者（见条款6）。
  8. 谁该取用新 type 的成员？
     哪个成员为 public，哪个为protected，哪个为 private。
     哪一个 classes 和/或 functions 应该是friends，以及将它们嵌套于另一个之内是否合理。
  9. 什么是新type的“未声明接口”（undeclared interface）？
  10. 你的新type有多么一般化？
      是定义一个新的class template，还是一个新type。
  11. 你真的需要一个新type吗？
      考虑单纯定义一或多个non-member函数或templates，更能够达到目的。

20：宁以pass-by-reference-to-const替换pass-by-value. Prefer pass-by-reference-to-const to pass-by-value.

• 缺省情况下C++以pass by value方式（一个继承自C的方式）传递对象至（或来自）函数。
  除非你另外指定，否则函数参数都是以实际实参的复件（副本）为初值，而调用端所获得的亦是函数返回值的一个复件。这些复件（副本）系由对象的copy构造函数产出，这可能使得pass-by-value成为昂贵的（费时的）操作。

• 而添加const，是为了保证函数内部不会改变他们传入的对象。

• 尽量以pass-by-reference-to-const替换pass-by-value，可以避免无用拷贝，提高程序性能。

• 同样以by reference方式传递参数也可以避免slicing（对象切割）问题，因为。

• 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。对它们而言，pass-by-value往往比较适当。

对象切割问题

当我们赋值Derived对象到Base对象，只有 Base 部分会被复制，Derived 部分则不会。
基对象接收了一个 Derived 对象的 Base 部分的copy，但是忽略了 Derived 部分。派生部分被切掉 (sliced off)了。

因此，这种对派生对象到基对象的赋值叫做，对象切割。另外用Base对象强制转换到Derived类对象也会进行切割。

传递引用或指针即可避免对象切割问题。

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.

• 一旦程序员领悟了 pass-by-value（传值）的效率牵连层面（见条款 20），往往变成十字军战士，一心一意根除 pass-by-value 带来的种种邪恶。在坚定追求pass-by-reference 的纯度中，他们一定会犯下一个致命错误：开始传递一些 references指向其实并不存在的对象。

• 绝不要返回pointer或reference指向一个local stack对象，
  或返回reference指向一个heap-allocated对象，
  或返回pointer或reference指向一个local static对象而有可能同时需要多个这样的对象。

22：将成员变量声明为private. Declare data members private.

• 切记将成员变量声明为private。这可赋予客户访问数据的一致性、可细微划分访问控制、允诺约束条件获得保证，并提供class作者以充分的实现弹性。

• protected并不比public更具封装性。

23：宁以non-member、non-friend替换member函数 Prefer non-member non-friend functions to member functions.

• 用non-member non-friend函数替换member函数。这样做可以增加封装性、包裹弹性（packaging flexibility）和机能扩充性。

• 将所有便利函数放在多个头文件内但隶属同一个命名空间，意味客户可以轻松扩展这一组便利函数。他们需要做的就是添加更多non-member non-friend函数到此命名空间内。

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.

• member函数的反面是non-member函数，不是friend函数。不能够只因函数不该成为member，就自动让它成为friend。
  这里尤其以操作符<<重载为例。

• 如果你需要为某个函数的所有参数（包括被 this指针所指的那个隐喻参数）进行类型转换，那么这个函数必须是个non-member。

25：考虑写出一个不抛异常的swap函数 Consider support for a non-throwing swap.

• swap 是个有趣的函数。原本它只是 STL 的一部分，而后成为异常安全性编程（exception-safe programming，见条款29）的脊柱，以及用来处理自我赋值可能性（见条款11）的一个常见机制。

1. 首先，如果swap的缺省实现码对你的class或class template提供可接受的效率，你不需要额外做任何事。任何尝试置换（swap）那种对象的人都会取得缺省版本，而那将有良好的运作。
2. 其次，如果 swap缺省实现版的效率不足（那几乎总是意味你的 class 或 template使用了某种pimpl手法），试着做以下事情：
   1. 提供一个public swap成员函数，让它高效地置换你的类型的两个对象值。稍后我将解释，这个函数绝不该抛出异常。
   2. 在你的class或template所在的命名空间内提供一个non-member swap，并令它调用上述swap成员函数。
   3. 如果你正编写一个class（而非class template），为你的class特化std：：swap。并令它调用你的swap成员函数。
   4. 最后，如果你调用swap，请确定包含一个using声明式，以便让std：：swap在你的函数内曝光可见，然后不加任何namespace修饰符，赤裸裸地调用swap。

• 当std：：swap对你的类型效率不高时，提供一个swap成员函数，并确定这个函数不抛出异常。

• 如果你提供一个member swap，也该提供一个non-member swap用来调用前者。对于classes（而非templates），也请特化std：：swap。

• 调用swap时应针对std：：swap使用using声明式，然后调用swap并且不带任何“命名空间资格修饰”。

• 为“用户定义类型”进行std templates全特化是好的，但千万不要尝试在std内加入某些对std而言全新的东西。

• 任何地点的任何代码如果打算置换两个Widget对象，因而调用swap，C++的名称查找法则（name lookup rules；更具体地说是所谓argument-dependent lookup或Koenig lookup法则）会找到WidgetStuff内的Widget专属版本。

namespace WidgetStuff{template<typename T>
void swap(Widget<T>& a, Widget<T>& b) {a.swap(b);
}class Widge {
public:void swap(Widget& other) {using std::swap;  // 令std::wap在此函数内可用swap(pImpl, other.pImpl);  // 为T类型调用最佳swap版本}Widget& oprator=(const Widget& rhs) {*pImpl = *(rhs.pImpl);}
private:WidgetImpl* pImpl;
}}

实现 Implementations

26：尽可能延后变量定义式的出现时间 Postpone variable definitions as long as possible.

• 延后变量的定义，直到非得使用该变量的前一刻为止，甚至应该尝试延后这份定义直到能够给它初值实参为止。这样做可增加程序的清晰度并改善程序效率。
  如果这样，不仅能够避免构造（和析构）非必要对象，还可以避免无意义的default构造行为。
  更深一层说，以“具明显意义之初值”将变量初始化，还可以附带说明变量的目的。

27：尽量少做转型动作 Minimize casting.

• c++中的强制类型转型

  • const_cast通常被用来将对象的常量性转除（cast away the constness）。它也是唯一有此能力的C+±style转型操作符。
  • dynamic_cast主要用来执行“安全向下转型”（safe downcasting），也就是用来决定某对象是否归属继承体系中的某个类型。它是唯一无法由旧式语法执行的动作，也是唯一可能耗费重大运行成本的转型动作（稍后细谈）。
  • reinterpret_cast意图执行低级转型，实际动作（及结果）可能取决于编译器，这也就表示它不可移植。例如将一个pointer to int转型为一个int。这一类转型在低级代码以外很少见。本书只使用一次，那是在讨论如何针对原始内存（raw memory）写出一个调试用的分配器（debugging allocator）时，见条款50。
  • static_cast用来强迫隐式转换（implicit conversions），例如将non-const对象转为const对象（就像条款3所为），或将int转为double等等。它也可以用来执行上述多种转换的反向转换，例如将 void*指针转为 typed 指针，将pointer-to-base转为pointer-to-derived。但它无法将const转为non-const——这个只有const_cast才办得到。

• 如果可以，尽量避免转型，特别是在注重效率的代码中避免 dynamic_casts。如果有个设计需要转型动作，试着发展无需转型的替代设计。

• 如果转型是必要的，试着将它隐藏于某个函数背后。客户随后可以调用该函数，而不需将转型放进他们自己的代码内。

• 宁可使用C+±style（新式）转型，不要使用旧式转型。前者很容易辨识出来，而且也比较有着分门别类的职掌。

28：避免返回handles指向对象内部成分 Avoid returning"handles"to object internals.

• 不论这所谓的 handle 是个指针或迭代器或 reference，也不论这个 handle 是否为const，也不论那个返回handle的成员函数是否为 const。这里的唯一关键是，有个handle被传出去了，一旦如此你就是暴露在“handle比其所指对象更长寿”的风险下。

• 避免返回handles（包括references、指针、迭代器）指向对象内部。
  遵守这个条款可增加封装性，帮助 const 成员函数的行为像个 const，并将发生“虚吊号码牌”（dangling handles）的可能性降至最低。

29：为“异常安全”而努力是值得的 Strive for exception-safe code.

• 带有异常安全性的函数会：不泄漏任何资源；不允许数据败坏。

• 异常安全函数（Exception-safe functions）即使发生异常也不会泄漏资源或允许任何数据结构败坏。这样的函数区分为三种可能的保证：基本型、强烈型、不抛异常型。

• “强烈保证”往往能够以 copy-and-swap 实现出来，但“强烈保证”并非对所有函数都可实现或具备现实意义。

• 函数提供的“异常安全保证”通常最高只等于其所调用之各个函数的“异常安全保证”中的最弱者。

30：透彻了解inlining的里里外外 Understand the ins and outs of inlining.

• inline只是对编译器的一个申请，不是强制命令。

• 将大多数inlining限制在小型、被频繁调用的函数身上。这可使日后的调试过程和二进制升级（binary upgradability）更容易，也可使潜在的代码膨胀问题最小化，使程序的速度提升机会最大化。

• 不要只因为function templates出现在头文件，就将它们声明为inline。
  如果你写的template没有理由要求它所具现的每一个函数都是inlined，就应该避免将这个template声明为inline（不论显式或隐式）。

31：将文件间的编译依存关系降至最低 Minimize compilation dependencies between files.

• 支持“编译依存性最小化”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。

• 程序库头文件应该以“完全且仅有声明式”（full and declaration-only forms）的形式存在。这种做法不论是否涉及templates都适用。

继承与面向对象设计 Inheritance and Object-Oriented Design

C++的OOP有可能和你原本习惯的OOP稍有不同：
“继承”可以是单一继承或多重继承，每一个继承连接（link）可以是public，protected或private，也可以是virtual或non-virtual。
然后是成员函数的各个选项：virtual？non-virtual？pure virtual？
以及成员函数和其他语言特性的交互影响：缺省参数值与virtual函数有什么交互影响？继承如何影响 C++的名称查找规则？设计选项有哪些？如果class的行为需要修改，virtual函数是最佳选择吗？

32：确定你的public继承塑模出is-a关系 Make sure public inheritance models"is-a."

• “public继承”意味is-a。适用于base classes身上的每一件事情一定也适用于derived classes身上，因为每一个derived class对象也都是一个base class对象；但反过来适用于derived class对象的不一定都适用于base class对象。

33：避免遮掩继承而来的名称 Avoid hiding inherited names.

• derived classes内的名称会遮掩base classes内的名称。在public继承下从来没有人希望如此。

• 为了让被遮掩的名称再见天日，可使用 using 声明式或转交函数（forwarding functions）。

• public继承时，同名函数会被遮掩。
  即使base classes和derived classes内的函数有不同的参数类型也适用，而且不论函数是virtual或non-virtual都会被遮掩。这是为了防止你在程序库或应用框架内建立新的derived class时附带地从疏远的base classes继承重载函数。

class Base {
private:int x;
public:virtual void mf1() = 0;virtual void mf1(int);virtual void mf2();void mf3();void mf3(double);
};class Derived : public Base {
public:virtual void mf1();void mf3();void mf4();
};void test33() {Derived d;d.mf1();// d.mf1(1); // Too many arguments to function call, expected 0, have 1; did you mean 'Base::mf1'?d.Base::mf1(1);d.mf2();d.mf3();// d.mf3(1); // Too many arguments to function call, expected 0, have 1; did you mean 'Base::mf3'?d.Base::mf3(1);
}

34：区分接口继承和实现继承 Differentiate between inheritance of interface and inheritance of implementation.

• 声明一个pure virtual函数的目的是为了让derived classes只继承函数接口。
  pure virtual函数有两个最突出的特性：它们必须被任何“继承了它们”的具象class重新声明，而且它们在抽象class中通常没有定义。

• 声明简朴的（非纯）impure virtual函数的目的，是让derived classes继承该函数的接口和缺省实现。
  derived classes继承其函数接口，但impure virtual函数会提供一份实现代码，derived classes可能覆写（override）它。

• 声明non-virtual函数的目的是为了令derived classes继承函数的接口及一份强制性实现。

35：考虑virtual函数以外的其他选择 Consider alternatives to virtual functions.

当你为解决问题而寻找某个设计方法时，不妨考虑virtual函数的替代方案。下面快速重点复习我们验证过的几个替代方案，以下并未彻底而详尽地列出virtual函数的所有替换方案，但应该足够让你知道的确有不少替换方案。此外，它们各有其相对的优点和缺点，你应该把它们全部列入考虑：

1. 使用non-virtual interface（NVI）手法，那是Template Method设计模式的一种特殊形式。它以public non-virtual成员函数包裹较低访问性（private或protected）的virtual函数。

2. 将virtual函数替换为“函数指针成员变量”，这是Strategy设计模式的一种分解表现形式。

3. 以 std：：function 成员变量替换 virtual 函数，因而允许使用任何可调用物（callable entity）搭配一个兼容于需求的签名式。这也是 Strategy设计模式的某种形式。

4. 将继承体系内的 virtual 函数替换为另一个继承体系内的 virtual 函数。这是Strategy设计模式的传统实现手法。

class GameCharacter;int defaultHealthCalc(const GameCharacter &character) { return -1; };class GameCharacter {
public:// 使用functiontypedef std::function<int(const GameCharacter &)> HealthCalcFunc;explicit GameCharacter(HealthCalcFunc function = defaultHealthCalc) : healthFunc(std::move(function)) {}int healthValue() const {return healthFunc(*this);}private:HealthCalcFunc healthFunc;
};short calcHealth(const GameCharacter &) { return 1; }class HealthCalculator {int operator()(const GameCharacter &) const {return 2;}
};class GameLevel {
public:float health(const GameCharacter &) const { return 3; }
};class EvilBadGuy : public GameCharacter {
public:explicit EvilBadGuy(HealthCalcFunc function) : GameCharacter(std::move(function)) {}
};class EyeCandyCharacter : public GameCharacter {
public:explicit EyeCandyCharacter(HealthCalcFunc function) : GameCharacter(std::move(function)) {}
};void test35() {EvilBadGuy evilBadGuy(calcHealth);EyeCandyCharacter eyeCandy(HealthCalculator());
}

36：绝不重新定义继承而来的non-virtual函数 Never redefine an inherited non-virtual function.

绝对不要复写继承而来的non-virtual函数。
因为non-virtual函数是静态绑定的，参考本例子代码。通过本例，也可知条款7，析构函数一定必须是virtual的。

• 如果mf是个virtual函数，因为virtual函数却是动态绑定（dynamically bound，见条款37）
  不论是通过pB或pD调用mf，都会导致调用D：：mf，因为pB和pD真正指的都是一个类型为D 的对象。

• non-virtual函数如B：：mf和D：：mf都是静态绑定（statically bound，见条款37）。
  这意思是，由于pB被声明为一个pointer-to-B，通过 pB 调用的non-virtual函数永远是B所定义的版本，即使pB指向一个类型为“B派生之 class”的对象

class B {
public: void mf();
}class D : public B{
public:void mf(); // 复写
}void test() {D x;B* pb = &x;D* pd = &x;pb->mf();    // 调用B::mf()pd->mf();    // 调用D::mf();
}

37：绝不重新定义继承而来的缺省参数值 Never redefine a function’s inherited default parameter value.

你只能继承两种函数：virtual和non-virtual函数。然而重新定义一个继承而来的non-virtual函数永远是错误的（见条款36），所以我们可以安全地将本条款的讨论局限于“继承一个带有缺省参数值的virtual函数”。

• 缺省参数值是静态绑定的
  如果缺省参数值是动态绑定，编译器就必须有某种办法在运行期为virtual函数决定适当的参数缺省值。这比目前实行的“在编译期决定”的机制更慢而且更复杂。为了程序的执行速度和编译器实现上的简易度，C++做了这样的取舍。

• 绝对不要重新定义一个继承而来的缺省参数值，因为缺省参数值都是静态绑定，而virtual函数——你唯一应该覆写的东西——却是动态绑定。

38：通过复合塑模出has-a或“根据某物实现出” Model"has-a"or"is-implemented-in-terms-of"through composition.

• 复合（composition）的意义和public继承完全不同。

• 在应用域（application domain），复合意味 has-a （有一个）。
  在实现域（implementation domain），复合意味is-implemented-in-terms-of（根据某物实现出）。

39：明智而审慎地使用private继承 Use private inheritance judiciously.

• private继承

  1. 如果classes之间的继承关系是private，编译器不会自动将一个derived class对象（例如Student）转换为一个base class对象（例如 Person）。这和public继承的情况不同。
  2. 第二条规则是，由private base class继承而来的所有成员，在derived class中都会变成private属性，纵使它们在base class中原本是protected或public属性。

• Private 继承意味 implemented-in-terms-of （根据某物实现出）。
  如果你让class D以private形式继承class B，你的用意是为了采用class B内已经备妥的某些特性，不是因为B对象和D对象存在有任何观念上的关系。

• private继承纯粹只是一种实现技术。
  这就是为什么继承自一个private base class的每样东西在你的class内都是private：因为它们都只是实现枝节而已。

• private 继承意味只有实现部分被继承，接口部分应略去。
  Private继承在软件“设计”层面上没有意义，其意义只及于软件实现层面。

40：明智而审慎地使用多重继承 Use multiple inheritance judiciously.

• 多重继承比单一继承复杂。它可能导致新的歧义性，以及对virtual继承的需要。

• virtual继承会增加大小、速度、初始化（及赋值）复杂度等等成本。如果virtual base classes不带任何数据，将是最具实用价值的情况。

• 多重继承的确有正当用途。其中一个情节涉及“public继承某个Interface class”和“private继承某个协助实现的class”的两相组合。

模板与泛型编程 Templates and Generic Programming

C++template机制自身是一部完整的图灵机（Turing-complete）：它可以被用来计算任何可计算的值。于是导出了模板元编程（template metaprogramming），创造出“在C++编译器内执行并于编译完成时停止执行”的程序。

Templates 及泛型编程的世界，与面向对象有根本上的不同。在此世界中显式接口和运行期多态仍然存在，但重要性降低。反倒是隐式接口（implicit interfaces）和编译期多态（compile-time polymorphism）移到前头了。

41：了解隐式接口和编译期多态 Understand implicit interfaces and compile-time polymorphism.

• classes和templates都支持接口（interfaces）和多态（polymorphism）。

• 对classes而言接口是显式的（explicit），以函数签名为中心。
  多态则是通过virtual函数发生于运行期。

• 对 template 参数而言，接口是隐式的（implicit），奠基于有效表达式。多态则是通过template具现化和函数重载解析（function overloading resolution）发生于编译期。

42：了解typename的双重意义 Understand the two meanings of typename.

• 声明template参数时，前缀关键字class和typename可互换。

• 请使用关键字typename标识嵌套从属类型名称；但不得在base class lists（基类列）或member initialization list（成员初值列）内以它作为base class修饰符。

43：学习处理模板化基类内的名称 Know how to access names in templatized base classes.

• 可在derived class templates内通过 “this->” 指涉base class templates内的成员名称，或藉由一个明白写出的“base class资格修饰符”完成。

44：将与参数无关的代码抽离templates Factor parameter-independent code out of templates.

• Templates生成多个classes和多个函数，所以任何template代码都不该与某个造成膨胀的template参数产生相依关系。

• 因非类型模板参数（non-type template parameters）而造成的代码膨胀，往往可消除，做法是以函数参数或class成员变量替换template参数。

• 因类型参数（type parameters）而造成的代码膨胀，往往可降低，做法是让带有完全相同二进制表述（binary representations）的具现类型（instantiation types）共享实现码。

45：运用成员函数模板接受所有兼容类型 Use member function templates to accept"all compatible types."

• 请使用member function templates（成员函数模板）生成“可接受所有兼容类型”的函数。

• 如果你声明 member templates 用于“泛化copy构造”或“泛化assignment操作”，你还是需要声明正常的copy构造函数和copy assignment操作符。

46：需要类型转换时请为模板定义非成员函数 Define non-member functions inside templates when type conversions are desired.

• 当我们编写一个class template，而它所提供之“与此template相关的”函数支持“所有参数之隐式类型转换”时，请将那些函数定义为“class template 内部的friend函数”。

47：请使用traits classes表现类型信息 Use traits classes for information about types.

Traits并不是C++关键字或一个预先定义好的构件；它们是一种技术，也是一个 C++程序员共同遵守的协议。这个技术的要求之一是，它对内置（built-in）类型和用户自定义（user-defined）类型的表现必须一样好。

• Traits classes使得“类型相关信息”在编译期可用。它们以templates和“templates特化”完成实现。

• 整合重载技术（overloading）后，traits classes 有可能在编译期对类型执行if…else测试。

48：认识template元编程 Be aware of template metaprogramming.

Template metaprogramming（TMP，模板元编程）是编写template-based C++程序并执行于编译期的过程。

• TMP有两个伟大的效力。
  第一，它让某些事情更容易。如果没有它，那些事情将是困难的，甚至不可能的。
  第二，由于template metaprograms执行于C++编译期，因此可将工作从运行期转移到编译期。这导致的一个结果是，某些错误原本通常在运行期才能侦测到，现在可在编译期找出来。

• Template metaprogramming（TMP，模板元编程）可将工作由运行期移往编译期，因而得以实现早期错误侦测和更高的执行效率。

• TMP 可被用来生成“基于政策选择组合”（based on combinations of policy choices）的客户定制代码，也可用来避免生成对某些特殊类型并不适合的代码。

定制new和delete. Customizing new and delete

operator new和 operator delete只适合用来分配单一对象。A r r a y s 所用的内存由 operator new[]分配出来，并由 operator delete[]归还

49：了解new-handler的行为 Understand the behavior of the new-handler.

• set_new_handler允许客户指定一个函数，在内存分配无法获得满足时被调用。
• Nothrow new是一个颇为局限的工具，因为它只适用于内存分配；后继的构造函数调用还是可能抛出异常。

50：了解new和delete的合理替换时机 Understand when it makes sense to replace new and delete.

• 怎么会有人想要替换编译器提供的operator new或operator delete呢？
  1. 用来检测运用上的错误(内存泄露之类)。
  2. 为了强化效能
  3. 为了收集动态分配内存之使用统计信息
  4. 为了增加分配和归还的速度
  5. 为了降低缺省内存管理器带来的空间额外开销
  6. 为了弥补缺省分配器中的非最佳齐位
  7. 为了将相关对象成簇集中
  8. 为了获得非传统的行为

51：编写new和delete时需固守常规 Adhere to convention when writing new and delete.

• operator new应该内含一个无穷循环，并在其中尝试分配内存，
  如果它无法满足内存需求，就该调用new-handler。
  它也应该有能力处理0 bytes申请。
  Class专属版本则还应该处理“比正确大小更大的（错误）申请”。

• operator delete应该在收到null指针时不做任何事。
  Class专属版本则还应该处理“比正确大小更大的（错误）申请”。

52：写了placement new也要写placement delete. Write placement delete if you write placement new.

• 当你写一个 placement operator new，请确定也写出了对应的placementoperator delete。如果没有这样做，你的程序可能会发生隐微而时断时续的内存泄漏。
• 当你声明placement new和placement delete，请确定不要无意识（非故意）地遮掩了它们的正常版本。

杂项讨论 Miscellany

53：不要轻忽编译器的警告 Pay attention to compiler warnings.

• 严肃对待编译器发出的警告信息。努力在你的编译器的最高（最严苛）警告级别下争取“无任何警告”的荣誉。
• 不要过度倚赖编译器的报警能力，因为不同的编译器对待事情的态度并不相同。一旦移植到另一个编译器上，你原本倚赖的警告信息有可能消失。

54：让自己熟悉包括TR1在内的标准程序库 Familiarize yourself with the standard library，including TR1.

• C++标准程序库的主要机能由STL、iostreams、locales组成。并包含C99标准程序库。
• TR1添加了智能指针（例如 tr1：：shared_ptr）、一般化函数指针（tr1：：function）、hash-based容器、正则表达式（regular expressions）以及另外10个组件的支持。
• TR1自身只是一份规范。为获得TR1提供的好处，你需要一份实物。一个好的实物来源是Boost。

55：让自己熟悉Boost Familiarize yourself with Boost.

• Boost是一个社群，也是一个网站。致力于免费、源码开放、同僚复审的C++程序库开发。Boost在C++标准化过程中扮演深具影响力的角色。
• Boost提供许多TR1组件实现品，以及其他许多程序库。

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