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Effective Modern C++: 42 Specific Ways to Improve Your Use of C++11 and C++14

Scott Meyers. Effective Modern C++: 42 Specific Ways to Improve Your Use of C++11 and C++14. 中国电力出版社. 高博译. 第一版

第二本 Effective C++ ，现在 C++ 11 已经十分普遍，因此先读 modern 版本。

• 1 | 型别推导
• 2 | auto
• 3 | 转向现代 C++
• 4 | 智能指针
• 5 | 右值引用、移动语义和完美转发
• 6 | lambda 表达式
• 7 | 并发 API
• 8 | 微调

1 | 型别推导

./drafts/cppmodern42.01.typeinfer.md

• 1 | 理解模板型别推导
  • ParamType 是个指针或引用，但不是个万能引用
  • ParamType 是个万能引用
  • ParamType 既非指针也非引用
  • 数组实参
  • 函数实参
• 2 | 理解 auto 型别推导
  • C++ 11 支持统一初始化 uniform initialization （大括号）
  • auto 型别推导就是模板推导，只有一个例外
  • C++ 14 运行 auto 作为返回值，但使用的是模板推导
• 3 | 理解 decltype
  • C++ 11 返回值型别尾序语法 trailing return type syntax
  • decltype(auto) 不会抹去型别信息
  • 考虑万能引用的 decltype(auto)
  • decltype 特殊情况
• 4 | 掌握查看型别推导结果的方法
  • Boost.TypeIndex

2 | auto

./drafts/cppmodern42.02.auto.md

• 5 | 优先选用 auto ，而非显式型别声明
  • auto 对 std::function 声明的优化（更好地应用闭包）
  • auto 性能优化实例（unordered_map）
• 6 | 当 auto 推到的型别不符合要求时，使用带显式型别的初始化物习惯用法

3 | 转向现代 C++

./drafts/cppmodern42.03.feats.md

• 7 | 在创建对象时注意区分 () 和 {}
  • 使用大括号的调用构造函数（喜忧参半）
  • 关于 std::vector 接口设计的败笔（与可变模板配合）
• 8 | 优先选用 nullptr ，而非 0 或 NULL
• 9 | 优先选用别名声明，而非 typedef
  • 别名模板 alias template
  • 关于 remove_reference 与 remove_reference_t
• 10 | 优先选用限定作用域的枚举型别，而非不限定作用域的枚举型别
  • enum class 的前置声明
• 11 | 优先选用删除函数，而非 private 未定义函数
  • 通过删除函数拒绝型别与（指针）模板特化
• 12 | 为意在改写的函数添加 override 声明
  • 引用饰词（reference qualifier）
  • 加上 override 的必要性
• 13 | 优先选用 const_iterator ，而非 iterator
• 14 | 只要函数不会发射异常，就为其加上 noexcept 声明
  • 关于 throw() 和 noexcept 发射异常以及调用栈开解 stack unwinding
  • 大多数函数都是异常中立的（exception-neutral），那么什么时候用 noexcept
  • 只要有可能使用 constexpr ，就是用它
  • constexpr 函数可在编译器计算
• 16 | 保证 const 成员函数的线程安全性
  • 只移型别（move-only type）的 mutex 保证线程安全
  • std::atomic 取代互斥量的例子
• 17 | 理解特种成员函数的生成机制
  • 移动构造函数和移动赋值运算符
  • =default关键字

4 | 智能指针

./drafts/cppmodern42.04.sptr.md

• 18 | 使用 std::unique_ptr 管理具备专属所有权的资源
  • 只移型别 unique_ptr 应用：工厂函数返回型别
  • 析构型别是 unique_ptr 型别的一部分，影响 unique_ptr 尺寸
  • std::unique_ptr 数组不常用；可隐式转为 std::shared_ptr
• 19 | 使用 std::shared_ptr 管理具备共享所有权的资源
  • std::shared_ptr 结构（与 std::unique_ptr 不同，析构器不是型别一部分）
  • std::shared_ptr 控制块的讨论
  • enable_shared_from_this 和奇妙递归模板模式 The Curiously Recurring Template Pattern, CRTP
• 20 | 对于类似 std::shared_ptr 但有可能空悬的指针使用 std::weak_ptr
  • API 如 expired() 和 lock() 等
  • std::weak_ptr 用例与观察者设计模式 Observer design pattern
• 21 | 优先选用 std::make_unique 和 std::make_shared ，而非直接使用 new
  • make 系列好处：异常安全性，速度更快（动态分配内存次数少)
  • 不能使用 make 系列的情形（使用其的劣势）
• 22 | 使用 Pimpl 习惯用法时，将特殊成员函数的定义放到实现文件中
  • 非完整型别与 pImpl 的样例
  • unique_ptr 实现 pImpl 挑战

5 | 右值引用、移动语义和完美转发

./drafts/cppmodern42.05.move.md

• 23 | 理解 std::move 和 std::forward
  • move 基本原理与 move “失效”的场景（move 会保留 const 特性）
  • forward 用处的概括
• 24 | 区分万能引用和右值引用
  • 是万能引用（转发引用）的情形
  • 是右值引用的情形
  • vector 中的案例与 auto&& 都是万能引用
• 25 | 针对右值引用实施 std::move ，针对万能引用实施 std::forward
  • 针对右值引用实施 std::move
  • 针对万能引用实施 std::forward（为何不用 move）
  • 返回值优化 return value optimization, RVO
• 26 | 避免依万能引用型别进行重载
  • 万能引用与完美转发提高效率的例子
  • 不要重载万能引用（万能引用匹配的贪婪性，优先匹配非模板函数）
• 27 | 熟悉依万能引用型别进行重载的替代方案
  • 舍弃重载、传递 const T& 型别的形参或传值
  • 标签分派（ std::is_ 系函数与 std::false_type ）
  • 对接受万能引用的模板施加限制（ std::enable_if 、 std::decay 与 is_same 等）
  • 使用 static_assert 以及 is_constructible 防止报错信息让我们摸不到头脑
• 28 | 理解引用折叠
  • C++ 中引用的引用是非法的，但编译器中合法
  • 引用折叠以及 forward 原理
  • 引用折叠及其四种语境
• 29 | 假定移动操作不存在、成本高、未使用
  • std::array 的移动需要线性时间（vector 基于指针则常数时间）， string 的小型字符串优化 small string optimization, SSO
  • 移动语义不会带来好处的例子
• 30 | 熟悉完美转发的失败情形
  • 什么是完美转发（用一个例子概括）
  • 大括号初始化物
  • 0 和 NULL 用作空指针
  • 仅有声明的整形 static const 成员变量
  • 重载的函数名字和模板名字
  • 位域

6 | lambda 表达式

./drafts/cppmodern42.06.lambda.md

• 31 | 避免默认的捕获模式
  • 善用引用捕获与值捕获防止空悬
  • 捕获只能针对作用域内可见的非静态局部变量（包括形参），成员变量则要考虑函数 this
• 32 | 使用初始化捕获将对象移入闭包
  • C++ 11 中通过重载类括号运算符，“将对象移入闭包”
  • C++ 11 中通过 std::bind ，“将对象移入闭包”
• 33 | 对 auto&& 型别的形参使用 decltype ，以 std::forward 之
  • 编译器眼中的闭包类
• 34 | 优先选用 lambda 式，而非 std::bind
  • 一些 lambda 有 bind 实例对比
  • bind 中参数按值存储； bind 常用到大量模板函数辅助 std::ref 等
  • 使用 bind 的情况： C++ 11 中移动捕获与多态函数对象

7 | 并发 API

./drafts/cppmodern42.07.concurrency.md

• 35 | 优先选用基于任务而非基于线程的程序设计
  • 三个层面的线程以及线程超订 oversubscription
  • 基于任务相比基于线程的好处
• 36 | 如果异步是必要的，则指定 std::launch::async
  • std::async 默认启动策略
  • std::async 状态判断与封装一个默认异步的 async 模板函数（配合 std::result_of<>::type ）
• 37 | 使 std::thread 型别对象在所有路径皆不可联结
  • 可联结 joinable 与不可联结
  • 为什么 std::thread 对象 joinable 时，析构将导致程序终止
• 38 | 对变化多端的线程句柄析构函数行为保持关注
  • 关于期值 future 、 promise 、 packaged_task
  • 期值 future 和 promise 间存在一个共享状态
  • 期值析构函数行为的常规与例外
  • 使用 packaged_task 也可以创建共享状态与期值，并且析构行为是常规的
• 39 | 考虑针对一次性事件通信使用以 void 为模板型别实参的期值
  • 使用条件变量进行线程通信，用 lambda 解决代码异味 code smell
  • 使用共享布尔标志位来控制线程通信
  • 通过 promise 和 future 实现一次通信
  • 通过 promise 让线程暂停一次
• 40 | 对并发使用 std::atomic ，对特种内存使用 volatile
  • C++ 的 volatile 与并发无关，与 Java 或 C./drafts/cppmodern42.07.concurrency.md# 不同
  • atomic 防止代码重排，并禁用了复制或移动构造函数，应使用 load 与 store

8 | 微调

./drafts/cppmodern42.07.microadjust.md

• 41 | 针对可复制的形参，在移动成本低并且一定会被复制的前提下，考虑将其按值传递
  • 与 C++ 98 不同， C++ 11 中传入右值，则移动构造
• 42 | 考虑置入而非插入
  • 考虑使用完美转发的置入往往效率更高
  • 资源管理时使用置入需谨慎考虑
  • 与 explicit 构造函数联系需谨慎，以正则 std::regex 为例