Effective C++ 学习

Effective C++浅浅学习，很多不太理解

- - 尽量用const, enum, inline 替换#define
  - 尽可能使用const
  - 确认对象在使用前就已经被初始化
  - 构造，析构，赋值运算，拷贝构造
  - 为多态基类声明virtual析构函数
  - 不要让析构函数抛出异常
  - 不在构造和析构过程中调用virtual函数
  - 令operator= 返回一个指向 *this的引用
  - 在operator= 中处理“自我赋值”
  - 以对象管理资源/COPY/提供对原始资源的访问
  - 用独立语句将new的对象置入智能指针
  - 写更加容易被正确使用的接口
  - 以pass-by-reference-to-const替换pass-by-value
  - 以non-member、non-friend替换member函数
  - 若所有参数皆需类型转换，请为此采用non-member函数
  - 尽量不要进行强制类型转换
  - 异常安全的考虑
  - 不要过度使用inline
  - 降低文件间编译的依存关系
  - 一些需要在继承时注意的
  - 考虑virtual函数以外的其他选择
  - 复合类
  - private继承和多重继承
  - 隐式接口和编译期多态
  - typename的双重意义
  - 学习处理模板化基类内的名称
  - 将与参数无关的代码抽离templates
  - 运用成员函数模板接受所有兼容类型
  - 需要类型转换时请为模板定义非成员函数
  - 认识template元编程
  - 了解new-handler的行为
  - new和delete

尽量用const, enum, inline 替换#define

define只在预处理阶段起作用，简单的文本替换，因为在预处理阶段就已经做了替换，发生错误的时候，报错信息不好找。
可以用const来代替宏定义，const在编译、链接过程中起作用；
const定义的常量是变量带类型，而#define定义的只是个常数不带类型；
define只是简单的字符串替换没有类型检查。而const是有数据类型的，是要进行判断的，可以避免一些低级错误；
define预处理后，占用代码段空间，const占用数据段空间；
const不能重定义，而define可以通过#undef取消某个符号的定义，进行重定义；
define独特功能，比如可以用来防止文件重复引用。

C++里有一个特殊的：类中的静态数据，在类中声明，在类外定义，其中整数可以不定义就使用。

enum可以替换const和define，优雅的实现一个常量的设置。

class A{
private:
	enum{NumTurns =5};
	int scores[NumTurns]; //constant
public:
	int numTurns(){
		return NumTurns;
	}
};

使用inline函数，替换宏定义函数

#define是关键字，inline是函数；
宏定义在预处理阶段进行文本替换，inline函数在编译阶段进行替换；
inline函数有类型检查，相比宏定义比较安全；
#define 更容易出错。inline可以获得宏的所有效率，也可以获得类型安全。

尽可能使用const

const出现在* 左侧，指向的是常量，
const出现在* 右侧，指针本身是常量。
顶层const：指的是const修饰的变量本身是一个常量，星号右边。
底层const：指的是const修饰的变量所指向的对象是一个常量，星号左边。

int a = 10;
int* const b1 = &a;    //顶层const，b1本身是一个常量。指针常量
const int* b2 = &a;    //底层const，b2本身可变，所指的对象是常量。常量指针

STL中迭代器以指针为模型。
const可以使代码变得更加健壮，确保哪些东西可以修改，哪些东西不可以修改。const还可以定义不同的函数重载。

确认对象在使用前就已经被初始化

内置类型如int,string等在默认构造函数进入构造函数体之前就已经完成了初始化，构造函数体中是在进行赋值，一般采用列表初始化的方法，直接进行初始化，直接调用拷贝构造方法，效率更高一些。

class A{
public:
    A():a(0){}
private:
    int a;
};

C++中不同编译单元中定义的非局部静态对象的初始化顺序是不固定的。所以定义的时候，最好将非局部静态对象定义为局部静态对象。

构造，析构，赋值运算，拷贝构造

如果不自己声明任何函数，编译器会生成默认构造，拷贝构造，赋值运算符和析构函数，也不是任何时候都生成，需要用到才会生成。
如果定义了构造函数，编译器就不会再生成默认构造函数
如果类中的数据成员为static或者引用，编译器就会拒绝自动生成赋值运算符操作。
如果基类的拷贝赋值运算符为private，派生类将无法生成拷贝赋值运算符，无法处理基类部分。
如果不想编译器自动生成函数，就该明确拒绝。
- 解法一：将拷贝构造和拷贝赋值运算符都设置为private，只给声明，不写定义，编译的时候没问题，链接的时候会出问题。
- 解法一更进一步：定义一个基类，以后定义的类继承自这个基类，就没有办法拷贝构造和赋值运算。
- 解法二：C++11 直接调用delete。

拷贝构造函数：

当编写一个copy或者拷贝构造函数，应该确保复制成员里面的所有变量，以及所有基类的成员
不要尝试用一个拷贝构造函数调用另一个拷贝构造函数，如果想要精简代码的话，应该把所有的功能机能放到第三个函数里面，并且由两个拷贝构造函数共同调用
当新增加一个变量或者继承一个类的时候，很容易出现忘记拷贝构造的情况，所以每增加一个变量都需要在拷贝构造里面修改对应的方法。

为多态基类声明virtual析构函数

类的多态性，基类指针可以指向派生类的对象，如果删除该基类的指针，就会调用该指针指向的派生类析构函数，而派生类的析构函数又自动调用基类的析构函数，这样整个派生类的对象完全被释放。
如果析构函数不被声明成虚函数，则编译器实施静态绑定，在删除基类指针时，只会调用基类的析构函数而不调用派生类析构函数，这样就会造成派生类对象析构不完全，造成内存泄漏。

如果类不会成为基类，也不要刻意的去写上virtual的析构函数，会引入虚表指针，占据额外的空间。

标准库的string类型不含虚函数，将string作为基类的话，有可能会出现内存泄漏。

想创建一个抽象类，但是没有任何纯虚函数，怎么办？声明纯虚析构函数。

不要让析构函数抛出异常

再封装一层中间层，下层抛出异常的话，在这一层捕捉。

class DBConnection{
public:
    static DBConnection create();
    void close();
};

class DBConn{
public:
    ~DBConn(){
        // db.close();
        // 方案1
        try
        {
            db.close();
        }
        catch(const std::exception& e)
        {
            std::abort();
            // 或者记录下异常
        }
    }
private:
    DBConnection db;
};

重新设计接口，使其客户有机会对可能出现的问题作出反应。

class DBConn
{
public:
    void close() //给客户使用的
    {
        db.close();
        closed = true;
    }

    ~DBConn()
    {
        if (!closed)
        {
            try //如果客户没关闭，再关闭 双保险
            {
                db.close();
            }
            catch (const std::exception &e)
            {
                std::abort();
                // 或者记录下异常
            }
        }
    }

private:
    DBConnection db;
    bool closed;
};

如果某个操作可能在失败时抛出异常，又存在某种需要必须处理该异常，那么这个异常必须来自析构函数以外的某个函数
析构函数不要抛出异常，因该在内部捕捉异常。如果客户需要对某个操作抛出的异常做出反应，应该将这个操作放到普通函数（而不是析构函数）里面

不在构造和析构过程中调用virtual函数

如果在构造函数中执行virtual函数，派生类对象的基类部分，会首先构造，构造基类时，虚函数永远不会进入派生类。所以要避免这种情况。

如果在父类的构造函数中，调用子类的虚函数，是没有办法做到的。
如果在父类的析构函数中，调用子类的析构函数，也是没有办法的。

令operator= 返回一个指向 *this的引用

该约定主要是为了支持连读和连写，这个操作同样适用于-=,+=,*=等

class A{
public:
    A& operator=(const A&rhs){ //返回的是当前类的一个引用。
        //..
        return *this; 
    }
    A& operator+=(const A&rhs){ //返回的是当前类的一个引用。
        //..
        return *this; 
    }
};

在operator= 中处理“自我赋值”

主要是要处理 a[i] = a[j] 或者 *px = *py这样的自我赋值。有可能会出现一场安全性问题，或者在使用之前就销毁了原来的对象，例如

class Bitmap{...}
class Widget{
private:
    Bitmap *pb;
};
Widget& Widget::operator=(const Widget& rhs){
    delete pb; // 当this和rhs是同一个对象的时候，就相当于直接把rhs的bitmap也销毁掉了
    pb = new Bitmap(*rhs.pb);
    return *this;
}

改进处理：

class Widget{
    void swap(Widget& rhs);    //交换this和rhs的数据
};
Widget& Widget::operator=(const Widget& rhs){
    Widget temp(rhs)           //为rhs数据制作一个副本
    swap(temp);                //将this数据和上述副本数据交换
    return *this;
}//出了作用域，原来的副本销毁

以对象管理资源/COPY/提供对原始资源的访问

为了防止在delete语句执行前return，所以需要用对象来管理这些资源。这样当控制流离开f以后，该对象的析构函数会自动释放那些资源。

将资源放进智能指针，如shared_ptr或unique_ptr对象包装中，函数体结束以后，资源就会自动释放，调用析构函数。尽量使用shared_ptr，行为更加符合逻辑一些。
为了防止资源泄露，使用RAII对象，在构造函数中获得资源并在析构函数中释放资源。

在资源管理类里面，如果出现了拷贝复制行为的话，需要注意这个复制具体的含义，从而保证和我们想要的效果一样
下面的代码会对锁进行拷贝，但是并没有达到想要的独立类对象的需求。

class Lock{
public:
    explicit Lock(Mutex *pm):mutexPtr(pm){
        lock(mutexPtr);//获得资源锁
    }
    ~Lock(){unlock(mutexPtr);}//释放资源锁
private:
    Mutex *mutexPtr;
}
Lock m1(&m)//锁定m
Lock m2(m1);
//好像是锁定m1这个锁。。而我们想要的是除了复制资源管理对象以外，还想复制它所包括的资源（deep copy）。通过使用shared_ptr可以有效避免这种情况。

要么禁止拷贝复制
要么用引用计数，添加智能指针。可以作为删除器来使用

class Lock{
public: 
    explicit Lock(Mutex* pm):mutexPtr(pm,unlock){ //用互斥量和unlock函数初始化shared_ptr
        lock(mutexPtr.get());//作为删除器
    }
private:
    std::shared_ptr<Mutex> mutexPtr;//获取普通指针
};

用独立语句将new的对象置入智能指针

主要是为了防止内存泄漏
考虑以下场景：

processWidget(shared_ptr<Widget>(new Widget), priority()) // 可能会造成内存泄漏

内存泄漏的原因为：先执行new Widget，再调用priority，最后执行shared_ptr构造函数，那么当priority的调用发生异常的时候，new Widget返回的指针就会丢失了。当然不同编译器对上面这个代码的执行顺序不一样。所以安全的做法是：

shared_ptr<Widget> pw(new Widget)
processWidget(pw, priority())

这就是用独立语句将new的对象置入智能指针。凡是有new语句的，尽量放在单独的语句当中，特别是当使用new出来的对象放到智能指针里面的时候

写更加容易被正确使用的接口

Date(int month, int day, int year);

这一段代码可以有很多问题，例如用户将day和month顺序写反（因为三个参数都是int类型的），可以修改成：
Date(const Month &m, const Day &d, const Year &y);//注意这里将每一个类型的数据单独设计成一个类，同时加上const限定符，为了让接口更加易用，可以对month加以限制，只有12个月份

class Month{
    public:
    static Month Jan(){return Month(1);}//这里用函数代替对象，主要是方式第四条：non-local static对象的初始化顺序问题
}

对于一些返回指针的问题函数，例如：Investment *createInvestment(); 可以设计成返回类型为智能指针类型：std::shared_ptr<Investment> createInvestment();

以pass-by-reference-to-const替换pass-by-value

有些传递参数的时候用引用和cosnt结合的操作，可以降低很多的构造和析构函数调用。

bool validateStudent(const Student &s);//省了很多构造析构拷贝赋值操作
bool validateStudent(s);

subStudent s;
validateStudent(s);//调用后,则在validateStudent函数内部实际上是一个student类型，如果有重载操作的话会出现问题

对于内置类型和stl标准库中的迭代器和函数对象，pass-by-value更加合适

必须返回对象时，别妄想返回其reference，因为很容易返回一个被删除的局部变量，就算是没被删除，在外部也不好释放堆内存

以non-member、non-friend替换member函数

class WebBrowser{
    public:
    void clearCache();
    void clearHistory();
    void removeCookies();
}

member 函数：
class WebBrowser{
    public:
    ......
    void clearEverything(){ clearCache(); clearHistory();removeCookies();}
}

non-member non-friend函数：
void clearBrowser(WebBrowser& wb){
    wb.clearCache();
    wb.clearHistory();
    wb.removeCookies();
}

member可以访问class的private函数，enums，typedefs等，但是non-member函数则无法访问上面这些东西，所以non-member non-friend函数更好。
熟悉namespace用法：namespace可以用来对某些便利函数进行分割，将同一个命名空间中的不同类型的方法放到不同文件中，C++标准库就是这么用的。

若所有参数皆需类型转换，请为此采用non-member函数

class Rational{
    public:
    const Rational operator* (const Rational& rhs)const;
}
Rational oneHalf;
result = oneHalf * 2;
result = 2 * oneHalf;//出错，因为没有int转Rational函数

non-member函数
class Rational{}
const Rational operator*(const Rational& lhs, const Rational& rhs){
	return Rational(lhs.numerator()*rhs.numerator(), lhs.denominator()* rhs.denominator());
}
result = 2 * oneHalf; //不会出错

member函数中，无法解析2导致编译出错，non-member函数重新定义，就可以对2进行编译。

尽量不要进行强制类型转换

尽可能延后变量定义式的出现时间：主要是防止变量在定义以后没有使用，影响效率，应该在用到的时候再定义，同时通过default构造而不是赋值来初始化。

尽量不要进行强制类型转换：

double转int会丢失精度。
将一个类转换成他的父类也容易出现问题

C++的四种新型类型转换：应优先使用 static_cast。如果需要处理多态性，使用 dynamic_cast。只有在特殊情况下，当其他转换不适用时，才考虑使用 const_cast 或 reinterpret_cast。

static_cast：它可以在相关类型之间进行转换，例如将浮点数转换为整数，或将派生类的指针转换为基类的指针。

int i = 10;
float f = static_cast<float>(i); // 将int转换为float

dynamic_cast ：主要用于处理多态。它在运行时执行安全的向下转换（由基类指针转换为派生类指针）。如果转换失败（即如果指针不实际指向派生类对象），则返回 nullptr。

Base* b = new Derived();
Derived* d = dynamic_cast<Derived*>(b); // 安全的向下转换

const_cast：用来移除或添加 const（或 volatile）属性。它通常用于指针或引用，允许修改被 const 修饰的变量。

const int ci = 10;
int* modifiable = const_cast<int*>(&ci); // 移除const属性

reinterpret_cast：提供了低级别的强制转换，它可以将任意指针类型转换为另一个指针类型，甚至可以转换为足够大的整数类型。这种转换不做任何类型检查，因此可能导致不安全的行为。

void* p = new int(10);
int* ip = reinterpret_cast<int*>(p); // 将void*转换为int*

异常安全的考虑

尽量不要返回指向private变量的指针引用等，如果真的要用，尽量使用const进行限制，同时尽量避免悬吊的可能性。
函数提供的异常安全保证，通常最高只等于其所调用各个函数的“异常安全保证”中最弱的那个。即函数的异常安全保证具有连带性

不要过度使用inline

关键字 inline 建议编译器使用函数定义中的代码替换对该函数的每次调用。
理论上，使用内联函数可以加速程序运行，因为它们消除了与函数调用关联的开销。调用函数需要将返回地址推送到堆栈、将参数推送到堆栈、跳转到函数体，然后在函数完成时执行返回指令。通过内联函数可以消除此过程。相对于未内联扩展的函数，编译器还有其他机会来优化内联扩展的函数。
内联函数的一个缺点是程序的整体大小可能会增加。
内联代码替换操作由编译器自行决定。例如，如果某个函数的地址已被占用或编译器判定函数过大，则编译器不会内联该函数。
inline 函数的过度使用会让程序的体积变大，内存占用过高
编译器是可以拒绝将函数inline的，不过当编译器不知道该调用哪个函数的时候，会报一个warning。
尽量不要为template或者构造函数设置成inline的，因为template inline以后有可能为每一个模板都生成对应的函数，从而让代码过于臃肿同样的道理，构造函数在实际的过程中也会产生很多的代码.

降低文件间编译的依存关系

当有代码：

#include"date.h"
#include"address.h"
class Person{
private
    Dates m_data;//Dates类
    Addresses m_addr;//Addresses类
}

这种代码情况下，Person和Dates以及Addresses文件之间，形成了编译依存关系。如果这些头文件有任何一个改变，或者这些头文件所依赖的其他头文件有所改变，那么含Person class的文件就得重新编译。程序头文件应该有且仅有声明
如何实现解耦？

定义一个接口类Impl：接口类与具体细目结合，用“声明的依存性”替换“定义的依存性”。
或者定义一个全虚函数：然后通过继承的子类来实现相关的方法。这种情况下这些virtual函数通常被成为factory工厂函数。

原代码：
class Person{
private
    Dates m_data;
    Addresses m_addr;
}

添加一个Person的实现类，定义为PersonImpl，修改后的代码：
class PersonImpl;
class Person{
    private:
    shared_ptr<PersonImpl> pImpl;
}

全虚函数
class Person{
    public:
    virtual ~Person();
    virtual std::string name() const = 0;
    virtual std::string birthDate() const = 0;
}

一些需要在继承时注意的

保证继承逻辑正确性，企鹅不是鸟类。
避免遮掩继承而来的名称：如果继承base类并加上重载函数，而且又希望重新定义或覆写其中的一部分，那么需要加载一个using声明，否则会有些继承函数被覆盖。
pure virtual 函数式提供了一个接口继承，当一个函数式pure virtual的时候，意味着所有的实现都在子类里面实现。不过pure virtual也是可以有实现的，调用他的方法是在调用前加上基类的名称ps->Shape::draw();
接口继承和实现继承不同，在public继承下，derived classes总是继承base的接口。
pure virtual函数只具体指定接口继承。
（非纯）impure virtual函数具体指定接口继承以及缺省实现继承。
non-virtual函数具体指定接口继承以及强制性的实现继承

考虑virtual函数以外的其他选择

模板方法模式：NVI手法：通过public non-virtual成员函数间接调用private virtual函数，即所谓的template method设计模式：这种方法的优点在于事前工作和事后工作，这些工作能够保证virtual函数在真正工作之前之后被单独调用

class GameCharacter{
public:
    int healthValue() const{
        //做一些事前工作
        int retVal = doHealthValue();
        //做一些事后工作
        return retVal;
    }
private:
    virtual int doHealthValue() const{
        ...                   //缺省算法，计算健康函数
    }
}

函数指针（strategy设计模式：

class GameCharacter; // 前置声明
int defaultHealthCalc(const GameCharacter& gc);
class GameCharacter{
public:
    typedef int (*HealthCalcFunc)(const GameCharacter&);//函数指针
    explicit GameCHaracter(HealthCalcFunc hcf = defaultHealthCalc):healthFunc(hcf){}//可以换一个函数的
    int healthValue()const{return healthFunc(*this);}
private:
    HealthCalcFunc healthFunc;
}

不要重新定义继承而来的non-virtual函数
绝不重新定义继承而来的缺省参数值：virtual函数是动态绑定，但是缺省参数值是静态绑定。

class Shape{
public:
    enum ShapeColor {Red, Green, Blue};
    virtual void draw(ShapeColor color=Red)const = 0;
};
class Rectangle : public Shape{
public:
    virtual void draw(ShapeColor color=Green)const;//和父类的默认参数不同
}
Shape* pr = new Rectangle; // 注意此时pr的静态类型是Shape，但是他的动态类型是Rectangle
pr->draw(); //virtual函数是动态绑定，而缺省参数值是静态绑定，所以会调用Red

复合类

复合是一种类型之间的关系，当某种类型的对象内含有其他类型的对象时，就是复合关系。
比如一个Person类，包含一个Address对象，一个PhoneNumber对象。
set并不是一个list，但是set可以has a list：

template<class T>
class Set{
public: 
    void insert();
    //.......
private:
    std::list<T> rep;
}

private继承和多重继承

因为private继承只是一种实现上的继承，不包含接口继承，即有一部分父类的private成员是子类无法访问的，而且经过private继承以后，子类的所有成员都是private的。
private继承通常比复合的级别低，但是当derived class 需要访问protect base class 的成员，或者需要重新定义继承而来的virtual函数时，这么设计是合理的。

多重继承：

class BorrowableItem{
    public:
    void checkOut();
};
class ElectronicGadget{
    bool checkOut()const;
};
class MP3Player:public BorrowableItem, public ElectronicGadget{...};
MP3Player mp;
mp.checkOut();//歧义，到底是哪个类的函数
只能使用：
mp.BorrowableItem::checkOut();

在实际应用中, 经常会出现两个类继承与同一个父类，然后再有一个类多继承这两个类：

class Parent{...};
class First : public Parent(...);
class Second : public Parent{...};
class last:public First, public Second{...};

这个时候，last子类会包含两个Parent类中的成员数据，这属于数据冗余，是不能容忍的。可以采用virtual虚继承来避免这种情况。但是virtual继承会带来额外的代价。

隐式接口和编译期多态

面向对象编程：以显式接口（explicit interfaces）和运行期多态（runtime polymorphism）解决问题。

class Widget {
public:
    Widget();
    virtual ~Widget();
    virtual std::size_t size() const;
    void swap(Widget& other); //第25条
}

void doProcessing(Widget& w){
    if(w.size()>10){...}
}

在templete编程中：隐式接口（implicit interface）和编译器多态（compile-time polymorphism）更重要。

template<typename T>
void doProcessing(T& w)
{
    if(w.size()>10){...}
}

在上面这段代码中，w必须支持哪一种接口，由template中执行于w身上的操作来决定，例如T必须支持size等函数。这叫做隐式接口。
w的任何函数调用，例如operator>，都有可能造成template具现化，使得调用成功，根据不同的T调用具现化出来不同的函数，这叫做编译期多态。

typename的双重意义

声明template参数时，前缀关键字class和typename是可以互换的

// class和typename两者有什么不同? 没有不同
template<class T> class A;
template<typename T> class A;

需要使用typename标识嵌套从属类型名称，但不能在base class lists（基类列）或者member initialization list（成员初始列）内以它作为base class修饰符：

template<typename C>
void print2nd(const C& container){
    if(container.size() >=2)
        typename C::const_iterator iter(container.begin());
        //这里的typename表示C::const_iterator是一个类型名称，
        //因为有可能会出现C这个类型里面没有const_iterator这个类型
        //或者C这个类型里面有一个名为const_iterator的变量
}

template class Derived : public typename Base ::Nested{}//错误的！！！！！

学习处理模板化基类内的名称

class CompanyA和CompanyB都有发送明文的函数：sendCleartext
信息类MsgInfo：
MsgSender：模板类，负责发送消息。根据不同的Company去调用sendCleartext。
LoggingMsgSender：在MsgSender的基础上又记录了一些日志。但是无法编译，因为找不到一个特例化的MsgSender< company>。

class CompanyA{
public:
    void sendCleartext(const std::string& msg);
    ....
};

class CompanyB{....};

class MsgInfo{....};

template <typename Company>
class MsgSender{
public:
    void sendClear(const MsgInfo& info){
        std::string msg;
        Company c;
        c.sendCleartext(msg);
    }
}
template<typename Company>//想要在发送消息的时候同时写入log，因此有了这个类
class LoggingMsgSender:public MsgSender<Company>{
    public:
    void sendClearMsg(const MsgInfo& info){
        //记录log
        sendClear(info);//无法通过编译，因为找不到一个特例化的MsgSender<company>
        // 编译的时候，不会主动的调用基类中的函数，因为存在一个特化版本，不存在这个函数会出问题。
    }
}

解决方法：对编译器说：base class template的任何特例化版本都支持其一般版本所提供的接口。

方法一：生成一个全特例化的模板
方法二：使用this：假设sendClear会被继承，会从基类里面寻找

template<typename Company>
class LoggingMsgSender:public MsgSender<Company>{
    public:
    void sendClearMsg(const MsgInfo& info){
        //记录log
        this->sendClear(info);//假设sendClear将被继承
    }
}

方法三：使用using：告诉编译器，请他假设sendClear位于base class里面

template<typename Company>
class LoggingMsgSender:public MsgSender<Company>{
    public:

    using MsgSender<Company>::sendClear; //告诉编译器，请他假设sendClear位于base class里面

    void sendClearMsg(const MsgInfo& info){
        //记录log
        sendClear(info);//假设sendClear将被继承
    }
}

方法四：指明位置，和使用using差不多。

template<typename Company>
class LoggingMsgSender:public MsgSender<Company>{
    public:
    void sendClearMsg(const MsgInfo& info){
        //记录log
        MsgSender<Company>::sendClear(info);//假设sendClear将被继承
    }
}

将与参数无关的代码抽离templates

在下面的代码中，sm1和sm2分别属于两个类，就会产生invert()函数，造成代码冗余。

template<typename T, std::size_t n>
class SquareMatrix{
    public:
    void invert();    //求逆矩阵
}

SquareMatrix<double, 5> sm1;
SquareMatrix<double, 10> sm2;

修改代码：SquareMatrix继承自base类，避免了遮掩base版的invert，n的不同大小，不会产生不同的类，代码冗余降低。

template<typename T>
class SquareMatrixBase{
    protected:
    void invert(std::size_t matrixSize);
}

template<typename T, std::size_t n>
class SquareMatrix:private SquareMatrixBase<T>{
    private:
    using SquareMatrixBase<T>::invert;  //避免遮掩base版的invert
    public:
    void invert(){ this->invert(n); }   //一个inline调用，调用base class版的invert
}

templates生成多个classes和多个函数，所以任何template代码都不该与某个造成膨胀的template参数产生依赖关系。
因非类型模板参数（non-type template parameters）而造成的代码膨胀，往往可以消除，做法是以函数参数后者class成员变量替换template参数

运用成员函数模板接受所有兼容类型

利用多态性将基类指针指向派生类对象很简单，但是对于包含模板的类型转换是比较麻烦的。因为编译器对于派生类模板参数和基类模板参数，是没有连接关系的。

Top* pt2 = new Bottom; //将Bottom*转换为Top*是很容易的
template<typename T>
class SmartPtr{
    public:
    explicit SmartPtr(T* realPtr);
};
SmartPtr<Top> pt2 = SmartPtr<Bottom>(new Bottom);//将SmartPtr<Bottom>转换成SmartPtr<Top>是有些麻烦的

可运用模板成员函数，来进行变动：使用成员函数模板生成“可接受所有兼容类型”的函数

template<typename T>
class SmartPtr{
public:
    template<typename U>
    SmartPtr(const SmartPtr<U>& other)  //为了生成copy构造函数
        :heldPtr(other.get()){....}
    T* get() const { return heldPtr; }
private:
    T* heldPtr;                        //这个SmartPtr持有的内置原始指针
};

需要类型转换时请为模板定义非成员函数

进行混合类型算术运算的时候，会出现编译通过不了的情况

template<typename T>
const Rational<T> operator* (const Rational<T>& lhs, const Rational<T>& rhs){....}

Rational<int> oneHalf(1, 2);
Rational<int> result = oneHalf * 2; //错误，无法通过编译
// no match for 'operator' (operand types are 'Ratinal<int>' and 'int'

解决方法：使用friend声明一个函数,进行混合式调用
这里的friend和非friend函数是没有关联的。类外部的函数，并非为声明函数的实现。

template<typename T>
class Rational{
    public:
    friend const Rational operator*(const Rational& lhs, const Rational& rhs){
        return Rational(lhs.numerator()*rhs.numerator(), lhs.denominator() * rhs.denominator());
    }
};
template<typename T>
const Rational<T> operator*(const Rational<T>& lhs, const Rational<T>&rhs){....}

当我们编写一个class template，而他所提供的“与此template相关的”函数支持所有参数隐形类型转换时，请将那些函数定义为classtemplate内部的friend函数

认识template元编程

Template metaprogramming是编写执行于编译期间的程序，因为这些代码运行于编译器而不是运行期，所以效率会很高，同时一些运行期容易出现的问题也容易暴露出来。

template<unsigned n>
struct Factorial{
    enum{
        value = n * Factorial<n-1>::value
    };
};
// 类似递归出口
template<>
struct Factorial<0>{
    enum{ value = 1 };
};                       //这就是一个计算阶乘的元编程

了解new-handler的行为

当new无法申请到新的内存的时候，会不断的调用new-handler，直到找到足够的内存，new_handler是一个错误处理函数：

 namespace std{ 
 	typedef void(*new_handler)(); 
 	new_handler set_new_handler(new_handler p) throw(); 
 }

new_handler是一个函数指针，可以用set_new_handler把函数设置到系统中，返回一个new_handler：set_new_handler允许客户制定一个函数，在内存分配无法获得满足时被调用
一个设计良好的new-handler要做下面的事情：

让更多内存可以被使用
安装另一个new-handler，如果目前这个new-handler无法取得更多可用内存，或许他知道另外哪个new-handler有这个能力，然后用那个new-handler替换自己
卸除new-handler
抛出bad_alloc的异常
不返回，调用abort或者exit

new-handler无法给每个class进行定制，但是可以重写new运算符，设计出自己的new-handler
此时这个new应该类似于下面的实现方式：

void* Widget::operator new(std::size_t size) throw(std::bad_alloc){
        NewHandlerHolder h(std::set_new_handler(currentHandler));  // 安装Widget的new-handler
        return ::operator new(size);                                   
        //分配内存或者抛出异常，恢复global new-handler
    }