Effective?C++?學(xué)習(xí)筆記
條款 01:視C++為一個語言聯(lián)邦
C++的次語言:
- C
- Object-Oriented C++
- Template C++
- STL
C++的編譯流程:
C++代碼的編譯流程通常包括了多個階段,從源代碼到可執(zhí)行程序的生成。下面是一個簡要的C++代碼編譯流程的概述:1. 預(yù)處理(Preprocessing):
- 在這個階段,編譯器會處理所有的預(yù)處理指令,例如 `#include`、`#define` 等,以及刪除注釋。
- 預(yù)處理指令的處理會生成一個經(jīng)過預(yù)處理的源代碼文件。2. 編譯(Compilation):
- 經(jīng)過預(yù)處理的源代碼會被編譯器轉(zhuǎn)換為匯編語言代碼(通常是中間表示形式)。
- 編譯階段主要負責(zé)檢查語法錯誤和類型錯誤,并生成對應(yīng)的中間表示文件。3. 匯編(Assembly):
- 在這個階段,匯編器將中間表示的代碼轉(zhuǎn)換為機器代碼,生成目標(biāo)文件(通常是以 `.obj` 或 `.o` 為擴展名)。
- 目標(biāo)文件包含了計算機可執(zhí)行的二進制代碼和相關(guān)的元信息。4. 鏈接(Linking):
- 當(dāng)你的程序使用了多個源文件或庫文件時,這些目標(biāo)文件需要被鏈接在一起,生成最終的可執(zhí)行程序。
- 鏈接器會解決函數(shù)調(diào)用、變量引用等,并將不同目標(biāo)文件中的代碼和數(shù)據(jù)合并。
- 最終的可執(zhí)行文件就是由鏈接器生成的。5. 加載(Loading)(可選):
- 如果你的操作系統(tǒng)需要,可執(zhí)行文件會被加載到內(nèi)存中,準(zhǔn)備運行。
- 這一步驟通常由操作系統(tǒng)完成。6. 運行(Execution):
- 可執(zhí)行程序在內(nèi)存中運行,執(zhí)行其中的代碼,產(chǎn)生相應(yīng)的計算結(jié)果。
需要注意的是,這個流程可能在不同的編譯器和操作系統(tǒng)上有所不同。另外,現(xiàn)代的編譯器和開發(fā)環(huán)境通常會在這些階段中進行優(yōu)化,以提高代碼的性能和效率。
條款 02:盡量以const, enum, inline替換 #define
- #define是一個預(yù)處理指令,用于創(chuàng)建一個簡單的宏定義。它允許你在代碼中為一個特定的標(biāo)識符(通常是一個變量名或常量,通常大寫)定義一個文本替換。當(dāng)代碼被編譯前的預(yù)處理階段處理時,所有使用這個宏定義的地方都會被替換為指定的文本。
缺點: 可能導(dǎo)致代碼可讀性下降、類型不匹配的問題、難以調(diào)試等。在現(xiàn)代C++中,傾向于使用類型安全的常量、枚舉、內(nèi)聯(lián)函數(shù)以及更高級的抽象來取代宏,以提高代碼的可維護性和可讀性。
#define PI 3.14159
- constC++ 中的“類專屬常量”(Class-specific Constants)通常是指在類內(nèi)部定義的常量。這些常量在類的作用域內(nèi)可見,只能通過類名訪問,而不能通過類的對象訪問。它們可以在類的任何成員函數(shù)中使用,無需實例化對象。
通常情況下,類專屬常量會使用static
關(guān)鍵字來定義,因為它們屬于類而不是類的實例。定義為static
的常量將在所有類的實例之間共享,且只存在一份副本,可以節(jié)省內(nèi)存。
#include <iostream> class MyClass { public: static const int classConstant = 42; // 類專屬常量 static const double pi; // 聲明,定義在類外部 void printClassConstant() { std::cout << "Class constant: " << classConstant << std::endl; } }; const double MyClass::pi = 3.1415926; // 在類外部定義類專屬常量 int main() { MyClass obj; obj.printClassConstant(); // 調(diào)用類專屬常量的成員函數(shù) std::cout << "Pi: " << MyClass::pi << std::endl; // 通過類名訪問類專屬常量 return 0; }
- enum在 C++ 中,非靜態(tài)成員變量(例如 Array)不能使用類的靜態(tài)成員變量(例如 ConstNumber)作為數(shù)組大小。在編譯時,數(shù)組大小必須是一個在編譯期就可以確定的常量表達式。
//錯誤的,ConstNumber 雖然是類的靜態(tài)常量,但是它在編譯期是無法確定的,因此不能用作數(shù)組大小。 class ANonDefine { public: static const int ConstNumber; int Array[ConstNumber]; };
解決方法:
在ConstNumber聲明時就賦值。
使用enum
class ANonDefine { public: enum {ArraySize=5}; int Array[ArraySize]; };
- inline宏函數(shù)容易出錯,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,產(chǎn)生不同的結(jié)果 x = 5; y = 6; // 正確的變量賦值 int result_inline = max_inline(++x, y); // 使用內(nèi)聯(lián)函數(shù),產(chǎn)生不同的結(jié)果 std::cout << "Macro result: " << result_macro << std::endl; //7 std::cout << "Inline result: " << result_inline << std::endl;//6 system("pause"); return 0; }
條款 03:盡可能使用const
- const 是一個關(guān)鍵字,用于指定變量、函數(shù)參數(shù)、函數(shù)返回類型等為常量。const 關(guān)鍵字的使用可以在代碼中增加類型安全性,并幫助防止對變量進行意外的修改。
// const出現(xiàn)在*左邊,表示被指物是常量,出現(xiàn)在*右邊,表示指針自身是常量 const int x = 5; // 聲明一個不可修改的整數(shù)常量 const int* ptr = &x; // 聲明一個指向常量的指針,指針指向的常量不可修改 int const * ptr = &x; // 聲明一個指向常量的指針,指針指向的常量不可修改 int y = 10; int* const ptr = &y; // 聲明一個指針常量,指針不可修改 const int* const ptr = &y; // 指針及其指向的常量都不可修改
- stl 中的 conststl 的迭代器基礎(chǔ)是指針,所以迭代器的作用就像個T *指針。
聲明迭代器為 const 就像 T * const。表示指針不改變,可以改內(nèi)容。
如果希望迭代器所指的東西不可改變,const_iterator代替iterator,表示指針可變,不可修改內(nèi)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++;//指針可以修改 for (auto i=ConstIterator;i!=Vector.end();++i) { FFunctionLibrary::Println(*i); }
- const成員函數(shù)在成員函數(shù)聲明和定義的末尾,使用 const 關(guān)鍵字來表示這是一個常量成員函數(shù)。
在常量成員函數(shù)中,不能修改類的非靜態(tài)成員變量,包括類的數(shù)據(jù)成員和普通成員函數(shù)。
常量對象(通過 const 關(guān)鍵字聲明的對象)只能調(diào)用常量成員函數(shù)。非常量對象可以調(diào)用常量成員函數(shù)。
const 成員函數(shù)的返回類型是否加上 const 關(guān)鍵字會影響返回值的常量性,如果 const 成員函數(shù)的返回類型不加上 const 關(guān)鍵字,那么返回的值被修改。如果 const 成員函數(shù)的返回類型加上 const 關(guān)鍵字,那么返回的值將被視為常量,不允許修改,只能讀取。
C++允許在類中同時定義常量和非常量版本的同名函數(shù),它們可以通過對象的常量性來區(qū)分。這被稱為函數(shù)的 const 重載。const 類對象調(diào)用 const 成員函數(shù),non-const 類對象調(diào)用普通成員函數(shù)。
#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(); // 調(diào)用非常量成員函數(shù) constObj.printValue(); // 調(diào)用常量成員函數(shù) return 0; }
- mutablemutable 用于修飾類的非靜態(tài)成員變量,在常量成員函數(shù)內(nèi)部允許對這些變量進行修改,即使對象被標(biāo)記為 const。
使用 mutable 可以在常量成員函數(shù)中實現(xiàn)對某些狀態(tài)的修改,而不影響常量性的約束。
class MyClass { public: int getValue() const; // 聲明常量成員函數(shù) private: mutable int count; // 聲明一個可變成員變量 }; int MyClass::getValue() const { // 在常量成員函數(shù)內(nèi)修改可變成員變量 count++;
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