Effective C++读书笔记~9 杂项讨论

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• 条款53：不要轻忽编译器警告
  • 小结
• 条款54：让自己熟悉包括TR1在内的标准程序库
  • 小结
• 条款55：让自己熟悉Boost
  • 小结

条款53：不要轻忽编译器警告

Pay attention to compiler warnings.

在C++，编译器作者通常对于将会发生的事情比程序员有更好的领悟。例如，下面的例子很常见：
程序员希望以D::f重新定义virtual B::f，但其中有个错误：B::f是const成员函数，而在D中没声明。

class B {
public:
       virtual void f() const;
};

class D : public B {
public:
       virtual void f();
};

编译器可能会警告：

warning: D::f() hides virtual B::f()

// MSVC 2017警告 /Wall
“void      D::f(void)”:      成员函数不重写任何基类虚拟成员函数
“void      B::f(void)      const”: 不重写基“B”中的虚拟成员函数；函数被隐藏

如果忽略了这个警告，可能会在f中修改数据成员，从而导致非预期行为，从而产生错误。

另外，不同的编译器有不同的警告标准。不可依赖编译器指出所有的错误。

小结

1）严肃对待编译器发出的警告信息。努力中编译器的最高警告等级下争取“无任何警告”的荣誉；
2）不要过度依赖编译器的警告能力，因为不同编译器对待事情多态度并不相同。一旦移植到另一个编译器上，原本依赖的警告信息有可能消失。

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条款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.

加入TR1之前，C++98的C++标准程序库主要成分：

• STL（Standard Template Library，标准模板库），覆盖容器（containers如vector，string，map）、迭代器（iterators）、算法（algorithm如find，sort，transform）、函数对象（function objects如less，greator）、各种容器适配器（container adapter如stack、priority_queue）和函数对象适配器（function object adapters如mem_fun，not1）。
• iostream，覆盖用户自定义缓冲功能、国际化I/O，以及预先定义好的对象cin，cout，cerr，clog。
• 国际化支持，包括多区域（multiple activate locales）能力。像wchar_t（通常是16bits/char）和wstring（由wchar_ts组成的strings）等类型都对促进Unicode有所帮助。
• 数值处理，包括复数模板（complex）和纯数值数组（valarray）。
• 异常阶层体系（exception hierachy），包括base class exception及其derived class logic_error和runtime_error，以及更深继承的各个classes。
• C89标准库程序。

TR1详细叙述了14个新组件（components，即程序库技能单位），都放在std::tr1命名空间内。如shared_ptr全名是std::tr1::shared_ptr。主要的TR1组件包括：

• 智能指针（smart pointers）tr1::shared_ptr和tr1::weak_ptr。前者类似于内置指针，但会记录有多少个tr1::shared_ptrs共同指向同一个对象，即所谓reference counting（引用计数）。一旦对象的引用计数为0，即这样的指针被销毁，该对象就会被自动删除。在这非环形（acyclic）数据结构中防止资源泄漏很有帮助。 tr1::weak_ptr 能有效避免环形数据结构导致的资源泄漏问题。
• tr1::function，表示任何callable entity（可调用物，即函数或函数对象），只要签名符合目标。

以前，当我们想注册一个callback函数，接受一个int并返回一个string的函数作为参数，可以这样写：

void registerCallback(std::string func(int));
// 省略参数名称
void registerCallback(std::string (int));

这里“std::string (int)”是个函数签名。

而当我们有了tr1::function后，可以接受任何可调用物，只有它可以接受一个int或任何可以被转换为int的东西，并返回一个string或任何可以被转换为string的东西。

void registerCallback(std::tr1::function<std::string (int)> func);
// 参数func可以接受任何可调用物，只有其签名与“std::string (int)”一致即可

• tr1::bind，参数绑定，能做STL绑定器（binders）bind1st和bind2nd所做的每件事，而且更多。

其他TR1组件划分为2组。第1组提供彼此互不相干的独立机能：

• Hash tables，用来实现sets，multisets，maps和multi-maps。每个新容器的接口都以其前任（TR1之前的）对应容器塑模而成。这些名称：tr1::unordered_set, tr::unordered_multiset, tr1::unordered_map以及tr1::unordered_multimap。强调它们和set，multiset，map或multimap的不同：以hash为基础的这些TR1容器内的元素并无任何可预期的次序。
• 正则表达式（Regular expressions），包括以正则表达式为基础的字符串查找和替换，或是从某个匹配字符串得到另一个匹配字符串的逐一迭代（iteration）等。
• Tuples（变量组），标准程序库中pair template的新一代制品。pair只能持有2个对象，tr1::tuple可持有任意个数的对象。
• tr1::array，本质上是个“STL化”数组，即一个支持成员函数如begin和end的数组。不过，tr1::array大小固定，不使用动态内存。
• tr1::mem_fn，语句构造上与成员函数指针（member function pointers）一致。就像bind扩充C++98的bind1st和bind2nd的能力一样，mem_fn扩充了C++98的mem_fun和mem_fun_ref的能力。
• tr1::reference_wrapper，一个让reference的行为更像对象的设施，可以造成容器持有如reference。而容器实际上只能持有对象或指针。
• 随机数（random number）生成工具，超越了继承自C标准库程序的函数rand。
• 数学特殊函数，包括Laguerre（拉盖尔）多项式，Bessel（ 贝塞尔）函数，完全椭圆积分（complete elliptic integrals），以及更多数学函数。
• C99兼容扩充。这是一大堆函数和模板（template），用来将许多新C99程序库特性带进C++。

第2组TR1组件由更精巧的template编程技术（template metapromming，模板元编程）构成：

• Type traits，一组traits class，用于编译器萃取出类型。
• tr1::result_of，该模板用来推导函数调用的返回类型。

注意：TR1并未对原有组件进行修改，而是对标准库程序的纯粹添加。

TR1本身只是一份文档，为了取得其所规范的机能，还需要取得实效代码，如使用Boost程序库，或C++11以上版本提供的标准程序库。

小结

1）C++标准程序库的主要机能由STL、iostream、locale（系统区域设置，即国家或地区设置）组成，并包含C99标准程序库。
2）TR1添加了智能指针（smart_ptr，如tr1::shared_ptr）、一般化函数指针（tr1::function）、hash-based容器、正则表达式（regular expression）以及另外10个组件的支持。
2）TR1自身只是一份规范，可以Boost程序库，或C++11标准程序库。

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条款55：让自己熟悉Boost

Familiarize yourself with Boost.

Boost是一个C++开发者社群，可以自由下载其程序库，网址：https://www.boost.org/
Boost是C++标准程序库的beta版本（先行者），很多实验成熟的库函数，会慢慢转移到标准程序库中。

Boost程序库要对付的主题很多，主要包括：

• 字符串与文本处理，覆盖具备类型安全（type-safe）的printf-like格式化动作、正则表达式（TR1同类机能的基础），以及语汇单元切割（tokenizing）和解析（parsing）。
• 容器，覆盖“接口与STL相似且大小固定”的数组，大小可变的bitsets以及多维数组。
• 函数对象和高级编程，覆盖若干被用来作为TR1机能基础的程序库，如lambda。
• 泛型编程（Generic programming），覆盖一大组traits class（条款47）。
• 模板元编程（template metaprogramming，TMP，条款48），覆盖一个针对编译器assertions而写的程序库以及Boost MPL程序库。MPL支持编译器实物如type的STL-like数据结构。
• 数学和数值（Math and numberics），包括有理数、八元数和四元数、常见公约数（divisor）和少见的多重运算、随机数。
• 正确性与测试（Correctness and testing），覆盖用来将隐式模板接口（implicit template interface，条款41）形式化的程序，以及针对“测试优先”编程形态而设计的措施。
• 数据结构，覆盖类型安全（type-safe）的unions，以及tuple程序库。
• 语言间的支持（inter-language support），包括允许C++和Python之间的无缝互操作性（seamless interoperability）。
• 内存，覆盖Pool程序库，用来做出高效率而区块大小固定的分配器（条款50），以及多变化的智能指针（条款13），包括TR1智能指针。
• 杂项，包括CRC检验、日期和时间的处理，在文件系统上来回移动等。

注意：Boost没有提供整套编程方案，如没有针对GUI开发设计的程序库，也没有连通数据块的程序库。

小结

1）Boost是一个社群，也是一个网站，提供免费、源码开放、同僚复审的C++程序库开发。
2）Boost提供许多TR1组件实现品，以及其他许多程序库。

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