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Effect C++(50-55)

条款50：了解new和delete的合理替换时机

人们想要替换编译器提供的默认new或delete操作符，往往基于以下的理由

  • 用来检测运用上的错误。当delete失败，导致内存泄漏时，可以通过自定义的new operator超额分配内存，并在额外区间定义一些标识值，这样，可以通过检测这些标识位来判断指针的有效性
  • 为了强化效能。编译器自带的new和delete会处理不同粒度的内存申请，因此其对特定的内存申请并不能做到最佳，因为还要照顾其他粒度的内存申请，而自定义的new和delete可以只针对特定的场景做优化
  • 为了收集使用上的统计数据。自定义的new和delete使得我们可以自己掌握诸如分配区块大小，寿命分布，次序等行为数据
  • 增加分配和归还速度。例如你所开发的程序是个单线程程序，就可以不用考虑线程安全，大大提高速度
  • 为了降低缺省内存管理器带来的空间额外消耗。泛用型内存管理器常常在每个分配区块上有额外开销。
  • 弥补缺省分配器中的非最佳齐位。例如在x86架构下，doubles如果是8-byte齐位时是最快的，然而默认的内存管理器并不能保证此项
  • 为了将相关对象成簇集中。特定数据结构经常一起访问时，避免缺页中断
  • 为了获得非传统的行为。比如为C API穿上一件C++外套，在delete归还内存时，将其内存覆写为0

条款51：编写new和delete时需固守常规

  • operator new 必须返回正确的值；内存不足时需要调用new-handling函数；对零内存需求有所准备；避免掩盖正常形式的operator new
  • 注意针对基类所设计的operator new会被子类所继承，如果子类没有重写父类的operator new，则会调用父类的operator new，如果父类的new只针对自身做了一下优化和处理，这将导致子类出现一些问题
  • 类的自定义new不需要考虑size为0的情况，因为即使是没有成员变量的类，在申请内存时size也是1
  • operator delete第一件保证的事就是删除空指针时必须是安全的

条款52：写了placement new也要写placement delete

  • 当人们提起placement new时通常是指唯一额外实参是void*的自定义operator new,少数时候才是任意额外实参
  • 只有在类的构造函数中抛异常时，才会引发程序调用placement new 对应的delete,而正常的delete对象只会调用默认的operator delete

类的专属operator new和delete会遮掩默认的new，因为成员函数名会遮掩外围作用域的相同名称，因此确保避免遮掩缺省的new,需要实现所有版本的operator new delete函数。缺省的global如下，不要忘记了对应的delete

  • void* operator new(std::size_t) throw(std::bad_alloc);
  • void* operator new(std::size_t, void*) throw();
  • void* operator new(std::size_t, const std::nothrow_t&) throw();

条款53：不要轻视编译器的警告

  • 严肃对待编译器的警告，努力在编译器最高警告级别下争取无任何警告。至少你要知道编译器给出警告的意思，并判断是否需要修改
  • 不同的编译器警告能力不同，因此不要依赖编译器警告

条款54：让自己熟悉包括TR1在内的标准程序

  • 作者成书时间很早，tr1中许多特性已经并入到了C++标准库中，或者删除了

C98标准库成分

  • STL（标准模板库）：容器，迭代器，算法，函数对象，容器适配器和函数适配器
  • Iostreams：cin,cout,cerr,clog
  • 国际化支持：诸如wchar_t和wstring
  • 数值处理，包括复数模板和纯数值数组
  • 异常阶层体系
  • C89标准库

TR1新组件14个

  • 智能指针：shader_ptr和weak_ptr；function表示任何函数或函数对象；bind；hash tables；正则表达式；变量组；array；mem_fn；reference_wrapper；随机数；数学特殊函数；C99兼容扩充；type traits（类型萃取）；result_of

条款55：让自己熟悉Boost

  • Boost委员会和C++标准委员会之间关系很深，Tr1中就有三分之二奠基于Boost的成果
  • Boost是一个社群，也是一个网站。致力于免费、开源、同僚复审的C++程序库开发。

Boost程序的主题非常繁多，比如

  • 字符串与文本处理：类型安全的prinf-like格式化动作，正则和语汇单元切割和解析
  • 容器：接口和stl相似且大小固定的数组、大小可变的bitsets和多维数组
  • 函数对象和高级编程：Lambda表达式
  • 泛型编程：覆盖一大组的traits classes
  • 模板元编程
  • 数学和数值：有理数、八元数和四元数、常见公约数等
  • 正确性和测试：将隐式模板接口形式化的程序库
  • 数据结构：类型安全的unions和tuple程序库
  • 语言间支持：C++和python互操作
  • 内存：Pool程序库，高效率而区块大小固定的分配器
  • 杂项：CRC校验、日期时间处理、文件

Published by:

张宪青

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