4 設計與聲明
條款18：讓接口容易被正确使用，不易被誤用
//這章舉了幾個例子，一個是用新的 struct 限制輸入參數； 一個是智能指針保證 資源釋放。 需要看完 STL 再回頭看。
Tips:
- “容易被正确使用，不容易被誤用”的接口，首先必須考慮客戶可能做出什麼樣的錯誤。 //全面考慮，各種可能得古怪的輸入
- 接口一緻性，以及與内置類型行為相容，有助于 “正确使用”。
- 任何接口如果要求客戶必須記得做某些事情，就是有 “不正确傾向”
- “阻止誤用” 的辦法 ： 建立新類型，限制類型操作( const )，束縛對象值( emule )，消除客戶資源管理責任( 智能指針 )
- tr1::shared_ptr 支援定制型删除器。 可防範 DLL問題，可被用來自動解除互斥鎖等等。
條款19：設計 class 猶如設計 type
如何設計高效的 classes，你要面對以下提問：
- 新 type 的對象如而後被建立和銷毀？ —— 構造函數、析構函數、記憶體配置設定和釋放(new、delete)
- 對象的初始化和對象的指派該有什麼樣的差別？ —— 構造函數、指派操作符 （别混淆初始化和指派，調款4）
- 新 type 的對象如果被pass by value，意味着什麼？ —— 拷貝構造函數定義一個type的pass by value 的實作
- 什麼是新 type 的“合法值”？ —— 成員函數必須進行錯誤檢查工作
- 你的新 type 需要配合某個繼承圖系麼？ —— 如果你繼承既有的class，就得受父類的限制，特别是“他們的函數是virtual”的影響（條款34、36）。如果其他類繼承你的class，那會影響你所聲明的函數-尤其是析構函數-是否為virtual(條款7)。
- 你的新 type 需要什麼樣的轉換？ —— 如果希望允許類型 T1 之物被隐式轉換為 T2 之物，就必須在 class T1 内寫一個類型轉換函數（operator T2）或在 class T2 内寫一個 non-explicit-one-argument（可被單一實參調用）的構造函數。如果你隻允許explicit構造函數存在，就得寫出專門負責執行轉換的函數。
- 什麼樣的操作符和函數對此 type 而言是合理的？ —— 某些該是 member 函數，某些則否 （23、24、46條款）
- 什麼樣的标準函數應該被屏蔽？ —— 那些正是你必須聲明為 private的
- 誰該取用新 type 的成員？ —— 這個問題幫助你決定，那個成員為public,那個為protect或private。以及哪個class或function是friend。
- 什麼是新 type 的“未聲明接口”？ —— 對效率、異常安全性（見條款29）以及資源運用提供何種保證？沒看懂
- 你的新 type 有多一般化？ —— 或許應該是一個 class template
- 真的需要一個新 type 嗎？
條款20：最好以 pass-by-reference-to-const 替換 pass-by-value
傳值調用，由拷貝構造函數完成。
使用傳引用 代替 傳值 兩個作用：
- 對于自定義類型，節約資源（剩了拷貝構造，和析構）
- 防止 切割問題（slicing problem） : 基類指針指向一個派生類對象 ，然後這個指針被函數傳值調用，那麼拷貝構造隻複制了該對象的基類部分。
Tips：
- 盡量 以 傳const引用 代替 傳值。 高效且避免切割問題。
- 隻對 内置類型，和 STL 的疊代器、函數對象，使用傳值 。
條款21：必須傳回對象時，别妄想傳回其 reference
所謂 reference 隻是個别名，代表某個【既有】對象。
任何時候看到一個reference聲明式，你都應該立刻問自己，它的另一個名稱是什麼？因為他一定是某物的另一個名稱。
Tips:
- 絕不要傳回 pointer 或 reference 指向一個 local stack 對象 // 局部變量銷毀後，指針懸挂了
- 或 heap-allocated對象 // 可能無法正确的 delete 掉這個對象 ，比如 w=x*y*z，operator*傳回引用的話，x*y傳回的引用就無法delete
- 或 指向 local static 對象而又必須使用很多這樣的對象 // 資源浪費
- 簡單辦法，【傳回一個新對象】！
條款22：将成員變量聲明為private
結論很簡單：【成員變量應該是 private】
Tips:
- 将成員變量聲明為 private。 好處：
- 通路資料一緻性： 如果public接口内每樣東西都是函數，客戶就不需要在打算通路class成員時猶豫是否使用小括号，因為樣東西都是函數。
- 細微劃分通路控制：如果成員變量設為public，每個人都可以讀寫它。但是以函數取得或者設定其值，可以實作各種控制。
- 為“所有可能得實作”提供彈性：例如，可使成員變量被讀寫時通知其他對象、驗證class限制條件、函數前提和事後狀态、多線程環境下執行同步控制......
- protected 并不比 public 更具封裝性： 一旦你将一個成員變量聲明為 public或protected 而客戶開始使用它，就很難再改變那個成員變量涉及的一切。
條款23：甯以 non-member && non-friend 替換 member 函數
考慮封裝性：作為一種粗糙的量測，越多函數可以通路這個資料，那資料的封裝性就越低。
條款22，曾說，成員變量應為private。因為如果它不是，就有無限的函數可以通路他。而 能夠通路private成員變量的函數 隻有class的 menber函數加上 friend函數 而已。
是以，“非成員非友元”函數比“成員函數”有更大的封裝性。（注意是'非成員且非友元'。 友元函數和成員函數的通路權利是相同的）
C++,比較自然地做法是： 讓這種 為對象提供便利的函數 成為一個non-member函數且位于 其服務的類 的同一個namespace内。
要知道，namespace和classes 不同，前者可以跨越多個源碼檔案而後者不能 。
這正是C++标準庫的組織方式。 标準庫不是擁有單一的、整體的、龐大的 <C++StandardLibrary>頭檔案并在其中内含std命名空間裡的每個東西，而是有數十個頭檔案，每個頭檔案聲明std的某些機能。 但這種切割方式并不适用于class成員函數，因為一個class必須整體定義，不能分割為片段。
将所有便利函數放在多個頭檔案内，但隸屬同一個命名空間，意味着客戶可以輕松擴充這一組便利函數。 需要做的就是添加更多 非成員非友元函數 到此命名空間。
條款24： 弱所有參數皆需類型轉換，請為此采用 non-member 函數
隐式轉換 發生在 函數參數清單中。 對于member函數，隐式轉換發生在 “被調用的成員函數所隸屬的那個對象”--即this對象--的那個參數表。（這個主要是對operater說的，因為它們容易被重載。是以需要厘清是member的還是non-member，接受的是兩個參數lhs,rhs 還是 隻有其中之一）
【重要】： member函數的反面 是 non-member, 而不是 friend 。 與某class有關的函數如果不該成為member，不是就一定是friend。non-member函數也完全可以通過class的public接口完成一定功能 。
條款25：考慮寫出一個不抛異常的 swap 函數
典型的标準程式庫提供的 swap 寫法就是 一個中間temp變量拷貝構造和copy assignment操作：
namespace std{
template<typename T>
void swap( T& a, T& b)
{
T temp(a); //調用拷貝構造函數
a=b; // 拷貝指派操作符
b=temp;
}
}
但是，複制中，常見就是“以指針指向一個對象，内含真正資料”那種類型。 是以為“pimple手法”(pointer to implementation)。 這樣寫Widget class，看起來想這樣：
class WidgetImpl {
public:
...
private:
int a, b, c; // 可能有許多資料
std::vector<double> v; //意味着複制很長時間
...
};
class Widget {
public :
Widget ( const Widget& rhs) // 拷貝構造
Widget& operater=(const Widget& rhs)
{
......
*pImpl = *( rhs.pImpl);
......
}
......
private:
WidgetImpl* pImpl
調換兩個 Widget 對象值，我們需要做的 就是調換兩個 pImpl 指針， 但預設的swap算法不知道這點。
我們希望告訴 std::swap ： 當 Widget 被置換時， 該做的是置換其内部 pImpl 指針。
一個做法是： 将 std::swap 針對 Widget 特化 !
下面是基本構想，但目前這個形式無法通過編譯：
namespace std {
template <> // 表示一個全特化版本
void swap<Widget> ( Widget& a, Widget& b) // 表示這一特化版本是針對T是 Widget 設計的
{
swap (a.pImpl, b.pImpl); // 隻置換指針就好
}
}
【"template <>" 表示它是 std::swap 的一個全特化（total template specialization）版本，函數名稱之後的“<Widget>”表示這一特化版本系針對“T是Widget”而設計。】
【通常，我們不允許改變 std 命名空間内的任何東西 ， 但是 可以為 标準template 制造特化版本 。】
這個函數無法編譯，因為它企圖通路 a和b 的private 成員 pImpl。 我們可以将這個特化聲明為 friend, 但這裡
我們令 Widget 聲明一個名為 swap 的 public 成員函數。 然後将 std::swap特化， 令它調用該成員函數：
class Widget {
public :
...
void swap ( Widget& other)
{
using std::swap ; // 稍後解釋
swap (pImpl, other.pImpl);
}
...
};
namespace std {
template<> //修訂的std::swap 特化版本
void swap<Widget> ( Widget& a, Widget& b)
{
a.swap(b); // 調用Widget類的 swap成員函數
}
}
這種做法與 STL 容器有一緻性 ， 【 所有 STL 容器 也都提供 有 public swap 成員函數 和 std::swap 特化版本(用 以調用前者)。】
假設Widget 和 WidgetImpl 都是 class templates 而非 class。那麼，在Widget内放個swap成員函數沒問題， 但在特化 std::swap 時遇上亂流，我們想寫成這樣：
namespace std {
template<typename T>
void swap< Widget<T> >(Widget& a, Widget b) // 不合法！！！
{ a. swap(b) ;}
}
看起來合理，但不合法。 我們企圖偏特化一個 function template 。【 但C++隻允許對 class template 偏特化 】
當你打算偏特化一個 function template 時，管用的做法是簡單地為它添加一個重載版本。
一般而言，重載 function template 沒有問題。但 std 是個特殊的命名空間 。客戶可以全特化std内的template , 但不能添加 新的template(其實是任何東西)到std裡 。
那麼，如何是好？ 我們要讓其他人調用swap時能取得我們提供的高效的template特定版本。 還是聲明一個 non-member swap 讓他調用 member swap, 但不再将那個non-member swap 聲明為 std::swap 的特化版或重載版。
假設 Widget 所有相關機能都在 命名空間 WidgetStuff 内， 那整個結果像這樣：
namespace WidgetStuff {
...
template<typename T>
class Widget { ... }; // 同前 ，内含 swap 成員函數
......
template<typename T> //非成員 swap函數
void swap ( Widget& a, Widget& b) // 這裡不屬于std命名空間，是以 根據“實參取決之查找規則” ，Widget位于WidgetStuff命名空間内，就會找到這裡的這個 Widget專用版本swap
{
a.swap(b);
}
}
這個做法對 class 和 class template都行的通。 （如果，沒有額外使用命名空間，上述每件事仍适用。 但，何必在 global 空間内塞滿各式各樣的 class , template,function, enum以及typedef 名稱呢）
但是，你還應該為 class 特化 std::swap。 因為，如果你想讓你的“class專屬版”swap在盡可能多的語境下（就是說，在任何時候都能找到最合适的一個版本）被調用，你需要同時在該 class 所在命名空間内寫一個 non-member版本，及一個 std::swap特化版本。
從客戶角度看，假設你正寫一個 function template, 其内需要置換兩個對象：
template< typename T>
void doSomething ( T& obj1, T& obj2 )
{
...
swap( obj1, obj2 );
...
}
應該調用哪個 swap ?????
我們希望的是：
template<typename T>
void doSomething （T& obj1, T& obj2）
{
using std::swap; //令 std::swap 在此函數内可用
...
swap( obj1 , obj2 ); // 這就可以為 T 類型 調用最佳 swap 版本
...
}
這裡，C++的名稱查找法則 確定将找到 global 作用域 或 T 所在之命名空間内的 任何T專屬swap。
- 如果 T 是 Widget 類型，并位于 命名空間 WidgetStuff 内， 編譯器使用"實名參數取決之查找法則"( argument-dependent lookup) 找出 WidgetStuff 内的 swap。
- 如果 T 沒有專屬swap存在，編譯器使用 std内的 swap 。 // 因為使用了using 聲明
- 如果 T 存在swap專屬 特化版本, 那麼因為你已這對 T 特化了 std::swap， 是以特化版被調用。
【總結】：
- 如果 swap 預設實作代碼對你的 class 或 class template 提供可接受的效率，你不用做任何事情。
- 如果 swap 預設版本效率不足 （幾乎總意味着 使用了 指針指向内容 ‘pimpl’ 的手法）：
- 提供 public swap 成員函數。 這個函數絕不該抛出異常。
- 在你的 class 所在命名空間内，提供 non-member swap, 并用它 調用 1 中的 swap 成員函數。
- 如果你是class(而不是 class template), 特化 std::swap。并用它 調用 1 中的 swap 成員函數。
- 調用swap, 請包涵一個 using 聲明式。 以便 讓std::swap在函數内可見。
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