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Google C++ 风格指南-4. 来自 Google 的奇技

C/C++ lcq 2年前 (2016-08-11) 596次浏览 5个评论

说明:内容全部来自Google 开源项目风格指南 (中文版),我仅仅只是为了方便自己阅读,做了一些格式的调整。

4. 来自 Google 的奇技

Google 用了很多自己实现的技巧 / 工具使 C++ 代码更加健壮, 我们使用 C++ 的方式可能和你在其它地方见到的有所不同.

4.1. 所有权与智能指针

定义:

所有权是一种登记/管理动态内存和其它资源的技术。动态分配出的对象的所有主是一个对象或函数,后者负责确保当前者无用时就自动销毁前者。所有权有时可以共享,那么就由最后一个所有主来负责销毁它。甚至也可以不用共享,在代码中直接把所有权传递给其它对象。

其实您可以把智能指针当成一个重载了 *-> 的「对象」来看。智能指针类型被用来自动化所有权的登记工作,来确保执行销毁义务到位。std::unique_ptr 是 C++11 新推出的一种智能指针类型,用来表示动态分配出的对象的「独一无二」所有权;当 std::unique_ptr 离开作用域,对象就会被销毁。不能复制 std::unique_ptr, 但可以把它移动(move)给新所有主。std::shared_ptr 同样表示动态分配对象的所有权,但可以被共享,也可以被复制;对象的所有权由所有复制者共同拥有,最后一个复制者被销毁时,对象也会随着被销毁。

优点:

如果没有清晰、逻辑条理的所有权安排,不可能管理好动态分配的内存。

传递对象的所有权,开销比复制来得小,如果可以复制的话。

传递所有权也比「借用」指针或引用来得简单,毕竟它大大省去了两个用户一起协调对象生命周期的工作。

如果所有权逻辑条理,有文档且不乱来的话,可读性很棒。

可以不用手动完成所有权的登记工作,大大简化了代码,也免去了一大波错误之恼。

对于 const 对象来说,智能指针简单易用,也比深度复制高效。

缺点:

不得不用指针(不管是智能的还是原生的)来表示和传递所有权。指针语义可要比值语义复杂得许多了,特别是在 API 里:您不光要操心所有权,还要顾及别名,生命周期,可变性(mutability)以及其它大大小小问题。

其实值语义的开销经常被高估,所以就所有权的性能来说,可不能光只考虑可读性以及复杂性。

如果 API 依赖所有权的传递,就会害得客户端不得不用单一的内存管理模型。

销毁资源并回收的相关代码不是很明朗。

std::unique_ptr 的所有权传递原理是 C++11 的 move 语法,后者毕竟是刚刚推出的,容易迷惑程序员。

如果原本的所有权设计已经够完善了,那么若要引入所有权共享机制,可能不得不重构整个系统。

所有权共享机制的登记工作在运行时进行,开销可能相当不小。

某些极端情况下,所有权被共享的对象永远不会被销毁,比如引用死循环(cyclic references)。

智能指针并不能够完全代替原生指针。

决定:

如果必须使用动态分配,倾向于保持分配者的所有权。如果其他地方要使用这个对象,最好传递它的拷贝,或者传递一个不用改变所有权的指针或引用。倾向于使用 std::unique_ptr 来明确所有权传递,例如:

避免使用共享所有权。如果对性能要求很高,并且操作的对象是不可变的(比如说std::shared_ptr<const Foo> ),这时可以用共享所有权来避免昂贵的拷贝操作。如果确实要使用共享所有权,倾向于使用 std::shared_ptr

不要在新代码中使用 scoped_ptr ,除非你必须兼容老版本的C++。总是用 std::unique_ptr 代替std::auto_ptr

4.2. cpplint

cpplint.py 是一个用来分析源文件, 能检查出多种风格错误的工具. 它不并完美, 甚至还会漏报和误报, 但它仍然是一个非常有用的工具. 在行尾加 // NOLINT, 或在上一行加 // NOLINTNEXTLINE, 可以忽略报错。

某些项目会指导你如何使用他们的项目工具运行 cpplint.py. 如果你参与的项目没有提供, 你可以单独下载 cpplint.py.

译者(acgtyrant)笔记

把智能指针当成对象来看待的话,就很好领会它与所指对象之间的关系了。

原来 Rust 的 Ownership 思想是受到了 C++ 智能指针的很大启发啊。

scoped_ptrauto_ptr 已过时。 现在是 shared_ptruniqued_ptr 的天下了。

按本文来说,似乎除了智能指针,还有其它所有权机制,值得留意。

Arch Linux 用户注意了,AUR 有对 cpplint 打包。

快速链接

1、Google C++ 风格指南-1.头文件

2、Google C++ 风格指南-2.作用域

3、Google C++ 风格指南-3.类

4、Google C++ 风格指南-4.来自 Google 的奇技

5、Google C++ 风格指南-5.其他 C++ 特性

6、Google C++ 风格指南-6.命名约定

7、Google C++ 风格指南-7.注释

8、Google C++ 风格指南-8.格式

9、Google C++ 风格指南-9.规则特例


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