起初,C++僅僅是增補了面向對象特性的C語言。甚至C++原始的名稱都叫做“C with Classes”,即“使用類的C語言”,二者的繼承關系可見一斑。
隨著C++逐漸成熟,它開始采納一些與“使用類的C語言”不同的理念、特征以及編程策略,使其顯得更加大膽前衛(wèi),更富有冒險精神。在組織各個函數(shù)時異常處理機制需要不同的處理方式(參見條目29),模板為設計模式帶來了全新的思維方式(參見條目41),與此同時,STL使C++擁有了前所未有的可擴展性。
今天的C++是一門多范型編程語言,它包含面向過程、面向對象、函數(shù)式編程、泛型、元編程等等特征。C++的強大和靈活幾乎是無可比擬的,但這也會造成一些困惑。所有“恰當用法”的準則似乎都存在例外。那么我們該如何正確理解這樣一門語言呢?
最簡單的辦法就是把C++看作一個由若干門語言組成的聯(lián)合體,而不是一門單一的語言。在某個特定的子語言中,規(guī)則就會趨于簡單、直接,而且容易記憶。當你切換到另一門子語言時,規(guī)則也就相應地改變了。為了理解C++,你必須能夠辨別C++所有主要的子語言。幸運的是,主要的子語言只有四門:
l C。盡管變革是深刻的,C++仍然基于C語言。程序塊、語句、預處理器、內建數(shù)據(jù)類型、數(shù)組、指針,等等,所有都來自于C。在許多情況下,C++為某些問題提供的解決方案要比C更優(yōu)秀(比如條目2(預處理器的替代方法)和條目13(使用對象管理資源)),但是當你發(fā)現(xiàn)你正在使用“C++中的C”這一部分編寫程序時,高效編程原則就會反映出C語言更多的局限所在:沒有模板、沒有異常處理、沒有重載,等等。
l 面向對象的C++。這一部分的C++就是“使用類的C語言”的一切:類(包括構造函數(shù)和析構函數(shù))、封裝、繼承、多態(tài)、虛函數(shù)(動態(tài)綁定),等等。這是C++中面向對象的經(jīng)典準則得到最為直接的應用的那一部分。
l 包含模板的C++。這是C++中泛型編程的一部分,這也是大多數(shù)程序員涉足最淺的部分。模板的概念遍及C++的方方面面,因此,某些優(yōu)秀的編程守則中有一些特定的、僅針對模板的段落也不足為奇。(比如,條目46中介紹的在調用模板函數(shù)時如何簡化類型轉換)。事實上,模板如此之強大,它足以帶來一個全新的編程范型:模板元編程(template meta-programming,簡稱TMP)。條目48是對TMP的一個簡介,然而除非你是一個狂熱的“模板迷”,你大可不必投入過多精力。主流C++編程很少涉及到TMP規(guī)則。
l STL。顧名思義,STL是一個模板庫,但是它是一個非常特別的模板庫。它將容器、迭代器、算法、函數(shù)對象之間的約定十分優(yōu)雅的相互協(xié)調在一起,當然模板和庫也可以基于其它的理念來構建。STL有自己獨特的解決問題的方法,當你使用STL編程時,你必須要遵循它的約定。
時刻地對這四門子語言保持頭腦清醒,當你從一門子語言切換到另一門時,高效的程序會要求你必須更改當前策略,遇到這種情況時請不要大驚小怪。比如說,對內建(比如類似C語言的)類型而言,傳值要比傳引用更高效,但是當你從“C++中的C”遷移到“面向對象的C++”后,構造函數(shù)和析構函數(shù)的存在就意味著傳遞const引用會更好。在使用“包含模板的C++”時這一點尤其正確,因為你根本就不知道當前正在處理的對象是什么類型。然而當開始使用STL時,迭代器和函數(shù)對象都是基于C語言中的指針機制創(chuàng)建的,因此對于迭代器和函數(shù)對象而言,C語言的傳值規(guī)則又再次奏效了。(關于各種傳參方法方案選擇的細節(jié),參見條目20。)
綜上,C++并不是一門僅僅擁有一套規(guī)則的單一化編程語言,它是四門子語言的聯(lián)合體,每門子語言都有自己的約定。對這四門子語言時刻保持清醒,你會發(fā)現(xiàn)C++并沒有那么難于理解。
時刻牢記
l C++ 的高效編程守則不是一成不變的,它根據(jù)你正在使用的那一部分C++而改變。