《Effective Modern C++》- 极精简版 15-21条

news2025/6/15 5:40:09

本文章属于专栏《业界Cpp进阶建议整理》

继续上篇《Effective Modern C++》- 极精简版 5-14条。本文列出《Effective Modern C++》的15-21条的个人理解的极精简版本。

Item15、尽量使用constexpr
- constexpr形容对象
  - constexpr对象都是const，但是const对象不一定是constexpr（constexpr对象必须初始化，且初始化后不能改变其值）
- constexpr形容函数
  - 如果实参都是编译期变量，这些函数将产生编译时常量
  - 如果实参有运行时的变量，它们在运行时产出值
- constexpr形容成员函数
  - c++11中有两个限制使得成员函数不能修改为constexpr：
    - 返回是void
    - 它们修改了它们操作对象的状态
    - Ps：当成员函数只有constexpr修饰，c++11的编译器还会提示，constexpr有隐式的const的含义
  - c++14上面的两个限制放开了，（c++14中的setter可以： void setX(int x) {x_ = x;}）
- constexpr函数的限制
  - c++11中，constexpr函数代码不能超过一行（只能有一个return）
  - c++14中，没有这样的限制
- 注意事项
  - constexpr是对象和函数接口的一部分。实现和接口需要对上，当实现的constexpr变化时，所有用到该接口的代码都需要改变
- 个人理解：constexpr的核心作用是性能优化，在优化历史的代码时，只关注性能瓶颈的代码是否可以用这个方式优化就行
Item16、让const成员函数线程安全
- 个人理解：此书作者的意思是提醒读者，const成员函数并不是只读，因为其可以修改mutable成员变量。是否让函数线程安全，实际核心在于，是否有变量被多个线程同时写或者（读+写）
Item17、理解特殊（由编译器默认生成的）成员函数
- 默认构造函数：
  - 和C++98规则相同。仅当类不存在用户声明的构造函数时才自动生成。
- 析构函数：
  - 基本上和C++98相同；稍微不同的是现在析构默认noexcept（参见Item14）。和C++98一样，仅当基类析构为虚函数时该类析构才为虚函数。
- 拷贝构造函数：
  - 和C++98运行时行为一样：逐成员拷贝non-static数据。仅当类没有用户定义的拷贝构造时才生成。如果类声明了移动操作，那么默认的拷贝构造就是delete的。当用户声明了拷贝赋值或者析构，该函数自动生成已被废弃。(这条编译器不会执行，需要用户遵守，c++11没有执行，是为了兼容c++98的代码)
- 拷贝赋值运算符：
  - 和C++98运行时行为一样：逐成员拷贝赋值non-static数据。仅当类没有用户定义的拷贝赋值时才生成。如果类声明了移动操作它就是delete的。当用户声明了拷贝赋值或者析构，该函数自动生成已被废弃。(这条编译器不会执行，需要用户遵守，c++11没有执行，是为了兼容c++98的代码)
- 移动构造函数和移动赋值运算符：
  - 都对非static数据执行逐成员移动。仅当类没有用户定义的拷贝操作（模版拷贝除外），移动操作或析构时才自动生成。
- 个人理解：放弃记住这繁琐而收益不大的规则。实际生产代码中，在用编译器默认生成的时候，加default，在不用时，加delete。当设置为default，即使按照上面规则不生成，实际也会生成一个。如同我在《Effective Modern C++》- 极精简版 5-14条中，第12条我所说的“这条是一个通用的思想，无论是语法还是业务的规则模糊或者复杂时，把使用者的期望明确地持续展示，减少维护成本，和出错概率”。记住繁琐而不实用的规则，除了用于炫耀和排他，没有任何意义。
Item18、对独占资源使用std::unique_ptr
- 在使用默认delete时，可以假设std::unique_ptr和原始指针大小相同
- 将std::unique_ptr转化为std::shared_ptr非常简单（直接=就行）
- 注意，c++11标准中，没有make_unique，只能 unique_ptr<A> a(new A());
Item19、对共享资源使用std::shared_ptr
- std::shared_ptr使用引用计数器，其也暗示着性能问题
  - std::shared_ptr大小是原始指针的两倍
    - 但是这里指针并不是指向一个count，而是一个控制块
  - 引用计数的内存必须动态分配
  - 引用计数的计算必须是原子的
- 使用make_shared，除非要传入自定义的删除器。这时候在创建shared_ptr的时候建立对象，而不是传入指针变量： std::shared_ptr<A> a(new A(), deletor);
- 在类需要返回this给一个shared_ptr管理的时候，首先类继承enable_shared_from_this，然后返回shared_from_this()
- 个人理解：在资源传递时，尽量使用shared_ptr，在大部分生产逻辑中，智能指针简化维护带来的收益，远高于性能损失。
item20、std::shared_ptr可能悬空时使用std::weak_ptr
- std::weak_ptr的作用就是观察管理std::shared_ptr的对象。
Item21、优先使用std::make_unique（c++14开始支持）、std::make_shared_ptr，而非new
- 优势
  - 效率更高，只有一次内存分配，用std::shared_ptr<A> a(new A); 有两次
  - 更安全，std::shared_ptr<A> a(new A)，可能执行new之后，又执行了另一个语句才执行shared_ptr，如果另一个语句异常，那么将造成内存泄漏
- 劣势
  - make的方法没有办法传用户自定义的删除器
  - 不支持花括号初始化（在本书出版之后，c++14修改了草案，支持了花括号初始化）
- 个人理解：生产中的准则：尽量使用std::make_xx，除非编译器报错