码上智能

《Effective C++》是 Scott Meyers 的经典著作，总结了 55 条 C++ 编程核心准则。以下是核心建议的分类整理：

一、基础原则

视 C++ 为语言联邦
- C++ 包含多范式：面向过程、面向对象、泛型编程、元编程等，需灵活切换思维方式。
优先使用 const, enum, inline 替代 #define
- 减少预处理宏的副作用，增强类型安全和调试能力（例如 constexpr 优于宏常量）。
尽可能使用 const
- 用 const 修饰变量、函数参数、成员函数，明确语义并防止意外修改。

二、资源管理

手动管理资源的危险
- 资源获取即初始化（RAII）：用对象生命周期管理资源（如 std::unique_ptr 管理内存）。
析构函数释放所有资源
- 确保析构函数释放对象持有的所有资源（内存、文件句柄、锁等）。
在构造和析构中避免调用虚函数
- 此时虚函数机制未完全生效，可能导致未定义行为。

三、设计与继承

多用组合，少用继承
- 组合（has-a 关系）比继承（is-a 关系）更灵活，降低耦合度。
为多态基类声明虚析构函数
- 避免通过基类指针删除派生类对象时资源泄漏。
避免覆盖继承的 non-virtual 函数
- 派生类覆盖非虚函数会导致行为不一致（静态绑定与动态绑定混淆）。

四、异常安全

使用析构函数防止资源泄漏
- 将资源封装在对象中，利用栈展开（stack unwinding）确保异常时资源释放。
在构造函数中捕获异常
- 若构造函数可能抛出异常，用 try-catch 块或工厂函数封装初始化逻辑。

五、模板与泛型

理解隐式接口和编译期多态
- 模板的接口由表达式合法性隐式定义，多态通过模板实例化和函数重载实现。
使用 typename 声明依赖类型
- 在模板中，用 typename 显式指明嵌套依赖类型（如 typename T::iterator）。

六、性能优化

警惕临时对象
- 避免隐式类型转换（如单参数构造函数声明为 explicit）和返回对象副本。
用 pass-by-reference-to-const 代替 pass-by-value
- 减少拷贝开销，尤其对大型对象和继承体系。

第三次补充：条款 16–30

四、构造/析构/赋值操作

operator= 返回 *this 的引用
- 赋值操作符应返回左侧对象的引用（return *this;），以支持链式赋值（a = b = c;）。
在 operator= 中处理自赋值
- 检查 if (this == &rhs) return *this;，避免自赋值导致资源释放错误。
确保对象初始化
- 所有成员变量在构造函数中初始化，优先使用成员初始化列表（效率高于构造函数内赋值）。

五、资源管理的高级技巧

区分拷贝和移动
- 拷贝构造/赋值用于资源复制（深拷贝），移动构造/赋值（C++11）用于资源所有权转移（高效）。
用对象管理资源（RAII 核心）
- 资源封装在对象中（如 std::shared_ptr、std::lock_guard），依赖析构函数自动释放。
资源管理类需设计拷贝行为
- 禁止拷贝（= delete）、引用计数（shared_ptr）、深度拷贝或转移所有权（unique_ptr）。
在资源管理类中提供原始资源的访问接口
- 通过 get() 方法或重载 operator->/operator* 安全暴露资源（如智能指针）。

六、设计与继承（续）

以非成员非友元函数增强封装性
- 将工具函数声明为类的非成员函数，减少对私有成员的访问权限（例如 std::swap 特化）。
若所有参数需类型转换，用非成员函数
- 运算符重载（如 operator+）若需隐式转换参数，应定义为非成员函数。
避免返回内部数据的句柄
- 不返回成员对象的指针或引用，防止外部代码破坏封装性（如悬空指针）。

七、异常安全

保证异常安全的三种级别
1. 基本保证：异常发生时程序状态合法；
2. 强保证：操作要么完全成功，要么状态回滚；
3. 不抛保证：承诺不抛出异常（如析构函数）。
使用 copy-and-swap 实现强异常安全
- 先构造副本，再通过 swap 无异常地替换原对象（常用于赋值操作符）。

八、效率与灵活性

缓式评估（Lazy Evaluation）
- 推迟计算直到必须执行（例如数据库查询拼接、大型对象拷贝）。
理解 inline 的局限
- inline 函数需在头文件中定义，过度内联可能导致代码膨胀。
文件间的编译依赖最小化
- 使用 前置声明 和 Pimpl 模式（指针指向实现类），减少头文件包含。

六、设计与继承（续）

避免隐藏继承的名称
- 派生类中的名称会覆盖基类同名符号，使用 using 声明或转交函数（forwarding function）显式暴露基类成员。
区分接口继承和实现继承
- 纯虚函数（接口继承）、虚函数（接口+默认实现）、非虚函数（强制实现）。
绝不重新定义继承的 non-virtual 函数
- 静态绑定导致派生类覆盖基类非虚函数时，基类指针调用仍执行基类版本。
绝不重新定义继承的默认参数
- 默认参数是静态绑定的，虚函数的默认参数在基类和派生类中应一致。

七、模板与泛型编程

理解隐式接口和编译期多态
- 模板的接口由操作合法性隐式定义，多态通过模板实例化和重载解析实现。
了解 typename 的双重含义
- 在模板中，typename 用于声明嵌套依赖类型（如 typename T::iterator），非依赖类型无需使用。
学习处理模板化基类内的名称
- 派生类模板中访问基类模板成员时，用 this-> 或 Base<T>:: 显式指明（避免编译器无法识别）。
将文件间的编译依赖降至最低
- 使用前置声明（forward declaration）和指针封装（Pimpl 模式）减少头文件依赖。

八、异常安全

为异常安全而努力
- 确保代码在异常发生时：1）不泄漏资源（基本保证）；2）数据一致性（强保证）；3）不中断（不抛保证）。
透彻了解 inline 的利弊
- inline 可能增加代码膨胀，但能提升性能；避免在构造函数/析构函数中过度内联。
将文件间的编译依赖降至最低
- 通过接口类（interface class）和工厂模式隔离实现细节，减少重新编译范围。

九、性能优化

考虑使用 lazy evaluation（缓式评估）
- 延迟计算直到真正需要结果，例如矩阵运算中的临时对象合并。
谨记 80-20 法则
- 优化前先用性能分析工具定位热点代码（20%的代码消耗80%的资源）。
活用 ammortized（分期摊还）优化
- 通过批量操作降低单次开销（如 std::vector 的容量倍增策略）。
理解 std::move 和 std::forward 的差异
- std::move 无条件转右值，std::forward 条件性保留值类别（用于完美转发）。

第四次补充：条款 46–55

十、高级技术

需要类型转换时定义非成员函数
- 运算符重载（如 operator*）若需隐式转换，应声明为友元或非成员函数。
使用 traits classes 表现类型信息
- 通过模板特化为类型添加编译期属性（如 std::iterator_traits）。
认识模板元编程（TMP）
- 利用模板在编译期生成代码（如循环展开、条件分支），提升运行时效率。
了解 new-handler 的行为
- 自定义内存分配失败时的处理函数（std::set_new_handler），实现分级分配或优雅降级。

十一、代码清晰性与可维护性

让接口容易被正确使用，不易被误用
- 限制参数类型（如用 enum 替代 int）、提供一致性接口、封装资源管理。
避免写出未定义行为
- 如解引用空指针、数组越界、违反 strict aliasing 规则等。
关注编译器警告
- 将警告级别调到最高，并对待警告如错误（如 -Wall -Werror）。

十二、其他关键实践

熟悉标准库（尤其是 STL）
- 掌握容器、算法、迭代器的正确使用（如 std::vector 优先于数组）。
警惕对“效率”的过度追求
- 优先保证正确性、可维护性，仅在性能分析后优化热点代码。
熟悉 Boost 等高质量库
- 利用社区资源（如 Boost.SmartPtr, Boost.Asio）避免重复造轮子。

总结

这些条款涵盖了 C++ 的核心设计哲学、资源管理、性能优化及工程实践。建议结合实际项目，逐步应用这些准则。如果需要更详细的解释或示例，可以针对具体条款深入讨论！

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