Effective C++ 学习笔记
作者:SLN
条款 01:视C++为一个语言联邦
C++的次语言:
- C
- Object-Oriented C++
- Template C++
- STL
C++的编译流程:
C++代码的编译流程通常包括了多个阶段,从源代码到可执行程序的生成。下面是一个简要的C++代码编译流程的概述:1. 预处理(Preprocessing):
- 在这个阶段,编译器会处理所有的预处理指令,例如 `#include`、`#define` 等,以及删除注释。
- 预处理指令的处理会生成一个经过预处理的源代码文件。2. 编译(Compilation):
- 经过预处理的源代码会被编译器转换为汇编语言代码(通常是中间表示形式)。
- 编译阶段主要负责检查语法错误和类型错误,并生成对应的中间表示文件。3. 汇编(Assembly):
- 在这个阶段,汇编器将中间表示的代码转换为机器代码,生成目标文件(通常是以 `.obj` 或 `.o` 为扩展名)。
- 目标文件包含了计算机可执行的二进制代码和相关的元信息。4. 链接(Linking):
- 当你的程序使用了多个源文件或库文件时,这些目标文件需要被链接在一起,生成最终的可执行程序。
- 链接器会解决函数调用、变量引用等,并将不同目标文件中的代码和数据合并。
- 最终的可执行文件就是由链接器生成的。5. 加载(Loading)(可选):
- 如果你的操作系统需要,可执行文件会被加载到内存中,准备运行。
- 这一步骤通常由操作系统完成。6. 运行(Execution):
- 可执行程序在内存中运行,执行其中的代码,产生相应的计算结果。
需要注意的是,这个流程可能在不同的编译器和操作系统上有所不同。另外,现代的编译器和开发环境通常会在这些阶段中进行优化,以提高代码的性能和效率。
条款 02:尽量以const, enum, inline替换 #define
- #define是一个预处理指令,用于创建一个简单的宏定义。它允许你在代码中为一个特定的标识符(通常是一个变量名或常量,通常大写)定义一个文本替换。当代码被编译前的预处理阶段处理时,所有使用这个宏定义的地方都会被替换为指定的文本。
缺点: 可能导致代码可读性下降、类型不匹配的问题、难以调试等。在现代C++中,倾向于使用类型安全的常量、枚举、内联函数以及更高级的抽象来取代宏,以提高代码的可维护性和可读性。
#define PI 3.14159
- constC++ 中的“类专属常量”(Class-specific Constants)通常是指在类内部定义的常量。这些常量在类的作用域内可见,只能通过类名访问,而不能通过类的对象访问。它们可以在类的任何成员函数中使用,无需实例化对象。
通常情况下,类专属常量会使用static
关键字来定义,因为它们属于类而不是类的实例。定义为static
的常量将在所有类的实例之间共享,且只存在一份副本,可以节省内存。
#include <iostream> class MyClass { public: static const int classConstant = 42; // 类专属常量 static const double pi; // 声明,定义在类外部 void printClassConstant() { std::cout << "Class constant: " << classConstant << std::endl; } }; const double MyClass::pi = 3.1415926; // 在类外部定义类专属常量 int main() { MyClass obj; obj.printClassConstant(); // 调用类专属常量的成员函数 std::cout << "Pi: " << MyClass::pi << std::endl; // 通过类名访问类专属常量 return 0; }
- enum在 C++ 中,非静态成员变量(例如 Array)不能使用类的静态成员变量(例如 ConstNumber)作为数组大小。在编译时,数组大小必须是一个在编译期就可以确定的常量表达式。
//错误的,ConstNumber 虽然是类的静态常量,但是它在编译期是无法确定的,因此不能用作数组大小。 class ANonDefine { public: static const int ConstNumber; int Array[ConstNumber]; };
解决方法:
在ConstNumber声明时就赋值。
使用enum
class ANonDefine { public: enum {ArraySize=5}; int Array[ArraySize]; };
- inline宏函数容易出错,可以使用inline代替
#include <iostream> #define MAX_MACRO(a, b) ((a) >= (b) ? (a) : (b)) inline int max_inline(int a, int b) { return (a >= b) ? a : b; } int main() { int x = 5, y = 6; int result_macro = MAX_MACRO(++x, y); // 使用宏,产生不同的结果 x = 5; y = 6; // 正确的变量赋值 int result_inline = max_inline(++x, y); // 使用内联函数,产生不同的结果 std::cout << "Macro result: " << result_macro << std::endl; //7 std::cout << "Inline result: " << result_inline << std::endl;//6 system("pause"); return 0; }
条款 03:尽可能使用const
- const 是一个关键字,用于指定变量、函数参数、函数返回类型等为常量。const 关键字的使用可以在代码中增加类型安全性,并帮助防止对变量进行意外的修改。
// const出现在*左边,表示被指物是常量,出现在*右边,表示指针自身是常量 const int x = 5; // 声明一个不可修改的整数常量 const int* ptr = &x; // 声明一个指向常量的指针,指针指向的常量不可修改 int const * ptr = &x; // 声明一个指向常量的指针,指针指向的常量不可修改 int y = 10; int* const ptr = &y; // 声明一个指针常量,指针不可修改 const int* const ptr = &y; // 指针及其指向的常量都不可修改
- stl 中的 conststl 的迭代器基础是指针,所以迭代器的作用就像个T *指针。
声明迭代器为 const 就像 T * const。表示指针不改变,可以改内容。
如果希望迭代器所指的东西不可改变,const_iterator代替iterator,表示指针可变,不可修改内容。
std::vector<int>Vector; for(int i=0;i<10;++i) { Vector.push_back(i); } const std::vector<int>::iterator Iterator=Vector.begin(); *Iterator=10;//所指物可以修改 //Iterator++;迭代器不可修改 std::vector<int>::const_iterator ConstIterator=Vector.begin(); //*ConstIterator=10;所指物不可修改 ConstIterator++;//指针可以修改 for (auto i=ConstIterator;i!=Vector.end();++i) { FFunctionLibrary::Println(*i); }
- const成员函数在成员函数声明和定义的末尾,使用 const 关键字来表示这是一个常量成员函数。
在常量成员函数中,不能修改类的非静态成员变量,包括类的数据成员和普通成员函数。
常量对象(通过 const 关键字声明的对象)只能调用常量成员函数。非常量对象可以调用常量成员函数。
const 成员函数的返回类型是否加上 const 关键字会影响返回值的常量性,如果 const 成员函数的返回类型不加上 const 关键字,那么返回的值被修改。如果 const 成员函数的返回类型加上 const 关键字,那么返回的值将被视为常量,不允许修改,只能读取。
C++允许在类中同时定义常量和非常量版本的同名函数,它们可以通过对象的常量性来区分。这被称为函数的 const 重载。const 类对象调用 const 成员函数,non-const 类对象调用普通成员函数。
#include <iostream> class MyClass { public: void printValue() { std::cout << "Non-const function: " << value << std::endl; } void printValue() const { std::cout << "Const function: " << value << std::endl; } void setValue(int newValue) { value = newValue; } private: int value = 0; }; int main() { MyClass obj; const MyClass constObj; obj.setValue(42); obj.printValue(); // 调用非常量成员函数 constObj.printValue(); // 调用常量成员函数 return 0; }
- mutablemutable 用于修饰类的非静态成员变量,在常量成员函数内部允许对这些变量进行修改,即使对象被标记为 const。
使用 mutable 可以在常量成员函数中实现对某些状态的修改,而不影响常量性的约束。
class MyClass { public: int getValue() const; // 声明常量成员函数 private: mutable int count; // 声明一个可变成员变量 }; int MyClass::getValue() const { // 在常量成员函数内修改可变成员变量 count++;
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