本文摘自一些 C++ 学习资料的要点笔记。

《罗剑锋的 C++ 实战笔记》

构建工具

C++ 常用构建工具：cmake、scons。目前阶段，C++11 是必须要掌握的。

C++ 语言的编程范式

什么是编程范式呢？关于这个概念，没有特别权威的定义，一个比较通俗的解释：“编程范式”是一种”方法论”，就是指导你编写代码的一些思路、规则、习惯、定式和常用语。C++ 是一种多范式的编程语言。具体来说，现代 C++（11/14 以后）支持”面向过程""面向对象""泛型""模板元""函数式”这五种主要的编程范式。具体如下：

  • 面向过程是 C++ 里最基本的一种编程范式。它的核心思想是”命令”，通常就是顺序执行的语句、子程序（函数），把任务分解成若干个步骤去执行，最终达成目标。
  • 面向对象是 C++ 里另一个基本的编程范式。它的核心思想是”抽象”和”封装”，倡导的是把任务分解成一些高内聚低耦合的对象，这些对象互相通信协作来完成任务。它强调对象之间的关系和接口，而不是完成任务的具体步骤。
  • 泛型编程是自 STL（标准模板库）纳入到 C++ 标准以后才逐渐流行起来的新范式，核心思想是”一切皆为类型”，或者说是”参数化类型""类型擦除”，使用模板而不是继承的方式来复用代码，所以运行效率更高，代码也更简洁。
  • 模板元编程，它的核心思想是”类型运算”，操作的数据是编译时可见的”类型”，所以也比较特殊，代码只能由编译器执行，而不能被运行时的 CPU 执行。
  • 函数式，所谓的”函数式”并不是 C++ 里写成函数的子程序，而是数学意义上、无副作用的函数，核心思想是”一切皆可调用”，通过一系列连续或者嵌套的函数调用实现对数据的处理。

如果是开发直接面对用户的普通应用，那么你可以再研究一下”泛型”和”函数式”，就基本可以解决 90% 的开发问题了；如果是开发面向程序员的库，那么你就有必要深入了解”泛型”和”模板元”，优化库的接口和运行效率。

《现代 C++ 实战 30 讲》

移动语义、引用坍塌

根据 C++ 的规则，如果我提供了移动构造函数而没有手动提供拷贝构造函数，那后者自动被禁用。

临时对象（prvalue）生命周期问题，C++ 的规则是：一个临时对象会在包含这个临时对象的完整表达式估值完成后、按生成顺序的逆序被销毁，除非有生命周期延长发生。为了方便对临时对象的使用，C++ 对临时对象有特殊的生命周期延长规则。这条规则是：如果一个临时对象（prvalue）被绑定到一个引用上，它的生命周期则会延长到跟这个引用变量一样长。

我们已经讲了对于一个实际的类型 T，它的左值引用是 T&，右值引用是 T&&。那么：

  1. 是不是看到 T&，就一定是个左值引用？
  2. 是不是看到 T&&，就一定是个右值引用？

对于前者的回答是”是”，对于后者的回答为”否”。

关键在于，在有模板的代码里，对于类型参数的推导结果可能是引用。我们可以略过一些繁复的语法规则，要点是：

  • 对于 template <typename T> foo(T&&) 这样的代码，如果传递过去的参数是左值，T 的推导结果是左值引用；如果传递过去的参数是右值，T 的推导结果是参数的类型本身。
  • 如果 T 是左值引用，那 T&& 的结果仍然是左值引用——即 type& && 坍缩成了 type&。
  • 如果 T 是一个实际类型，那 T&& 的结果自然就是一个右值引用。

完美转发

事实上，很多标准库里的函数，连目标的参数类型都不知道，但我们仍然需要能够保持参数的值类别：左值的仍然是左值，右值的仍然是右值。这个功能在 C++ 标准库中已经提供了，叫 std::forward。它和 std::move 一样都是利用引用坍缩机制来实现。

#include<iostream>
using namespace std;

#define FORWARD

class shape {
public:
    shape(){}
    virtual ~shape(){}
};

class circle: public shape {
};


void foo(const shape&) {
    puts("foo(const shape&)");
}

void foo(shape&&) {
    puts("foo(shape&&)");
}

# ifndef FORWARD
void bar(const shape& s) {
    puts("bar(const shape&)");
    foo(s);
}

void bar(shape&& s) {
    puts("bar(shape&&)");  
    foo(s);
}
#else 
template<class T>
void bar(T&& s) {
    foo(std::forward<T>(s));    // 完美转发，原有是右值，作为参数，依然能保证在 foo 中是右值，调用 foo(shape&&)
}
#endif

int main() {
    bar(circle());

    return 0;
}