ImperfectC++中文版（拥抱C++）

　　荣耀与刘未鹏合译的重量级编程图书，市面上唯一一本讨论C++不足之处，并给出解决方案的图书。即便是C++阵营里最忠实的信徒，也不得不承认：C++语言并不完美。实际上，世界上也没有完美的编程语言。如何克服C++类型系统的不足？在C++中，如何利用约束、契约和断言来实施软件设计？如何处理被C++标准所忽略的动态库、静态对象以及线程等有关的问题？隐式转换有何替代方案？本书将为你一一解答这些问题。针对C++的每一个不完美之处，本书都具体地分析原因，并探讨实用的解决方案。书中也不乏许多作者创新的、你从未听说过或使用的技术，但这些确实能帮助你成为C++方面的专家。本书适合有一定经验的C++程序员和项目经理阅读，也适合对C++编程的一些专门或高级话题感兴趣的读者参考。

　　Matthew Wilson，是一名软件开发顾问，也是STLSoft库的创建者。他为双月刊C/C++ Users Journal撰写关于将C/C++与其他语言和技术进行整合的专栏文章，同时也是C++ Experts Forum在线专栏作家。Wilson有十余年C++开发经验。荣耀，南京师范大学教师。他是一名C++讲师和研究者，译有《C++必知必会》、《C++ Templates全览》以及《C++ Template Metaprogramming中文版》（中文繁体版）等，并在期刊杂志上发表过多篇文章。他原任电力自动化研究院工程师与项目经理，是数个企业级信息系统项目负责人。刘未鹏，南京大学计算机系硕士毕业，现就职于微软亚洲研究院创新工程中心。

 
第一部分  基础知识 1
第1章  强制设计：约束、契约和断言 3
1.1  绿蛋和火腿 4
1.2  编译期契约：约束 4
1.2.1  must_have_base() 5
1.2.2  must_be_subscriptable() 6
1.2.3  must_be_subscriptable_
as_decayable_pointer() 6
1.2.4  must_be_pod() 7
1.2.5  must_be_same_size() 9
1.2.6  使用约束 10
1.2.7  约束和TMP 11
1.2.8  约束：尾声 11
1.3  运行期契约：前置条件、后
置条件和不变式 12
1.3.1  前置条件 13
1.3.2  后置条件 13
1.3.3  类不变式 15
1.3.4  检查？总是进行 16
1.3.5  DbC还是不DbC 17
1.3.6  运行期契约：尾声 17
1.4  断言 18
1.4.1  获取消息 19
1.4.2  不恰当的断言 20
1.4.3  语法以及64位指针 21
1.4.4  避免使用verify() 21
1.4.5  为你的断言命名 22
1.4.6  避免使用#ifdef_DEBUG 23
1.4.7  DebugBreak()和int 3 24
1.4.8  静态/编译期断言 24
1.4.9  断言：尾声 26
第2章  对象生命期 27
2.1  对象生命周期 27
2.2  控制你的客户端 28
2.2.1  成员类型 28
2.2.2  缺省构造函数 28
2.2.3  拷贝构造函数 29
2.2.4  拷贝赋值 29
2.2.5  new和delete 30
2.2.6  虚析构 30
2.2.7  explicit 31
2.2.8  析构函数 31
2.2.9  友元 32
2.3  MIL及其优点 33
2.3.1  取得一块更大的场地 35
2.3.2  成员顺序依赖 37
2.3.3  offsetof() 38
2.3.4  MIL：尾声 39
第3章  资源封装 40
3.1  资源封装分类 40
3.2  POD类型 41
3.2.1  直接操纵 41
3.2.2  API函数和透明类型 42
3.2.3  API函数和不透明类型 42
3.3  外覆代理类 43
3.4  RRID类型 45
3.4.1  缺省初始化：缓式初
始化 46
3.4.2  未初始化 48
3.5  RAII类型 51
3.5.1  常性RAII和易变性
RAII 51
3.5.2  内部初始化和外部初
始化 53
3.5.3  RAII排列 53
3.6  RAII：尾声 54
3.6.1  不变式 54
3.6.2  错误处理 54
第4章  数据封装和值类型 55
4.1  数据封装的分类学 55
4.2  值类型和实体类型 56
4.3  值类型的分类学 56
4.4  开放式类型 58
4.4.1  POD开放式类型 58
4.4.2  C++数据结构 59
4.5  封装式类型 60
4.6  值类型 61
4.7  算术值类型 62
4.8  值类型：尾声 63
4.9  封装：尾声 64
第5章  对象访问模型 68
5.1  确定性生命期 68
5.2  返回拷贝 70
5.3  直接交给调用者 70
5.4  共享对象 71
第6章  域守卫类 73
6.1  值 73
6.2  状态 78
6.3  API和服务 83
6.3.1  API 83
6.3.2  服务 86
6.4  语言特性 87
第二部分  生存在现实世界 89
第7章  ABI 91
7.1  共享代码 91
7.2  C ABI需求 93
7.2.1  结构布局 93
7.2.2  调用约定、符号名以及
目标文件格式 94
7.2.3  静态连接 94
7.2.4  动态连接 95
7.3  C++ ABI需求 96
7.3.1  对象布局 97
7.3.2  虚函数 97
7.3.3  调用约定和名字重整 97
7.3.4  静态连接 99
7.3.5  动态连接 99
7.4  现在知道怎么做了 100
7.4.1  extern“C” 100
7.4.2  名字空间 103
7.4.3  extern“C++” 103
7.4.4  获得C++类的句柄 106
7.4.5 “由实现定义”的隐患 108
第8章  跨边界的对象 110
8.1  近乎可移植的虚函数表 110
8.1.1  虚函数表布局 111
8.1.2  动态操纵虚函数表 113
8.2  可移植的虚函数表 114
8.2.1  利用宏进行简化 116
8.2.2  兼容的编译器 116
8.2.3  可移植的服务端对象 117
8.2.4  简化可移植接口的
实现 119
8.2.5  C客户代码 120
8.2.6  OAB的约束 120
8.3  ABI/OAB尾声 121
第9章  动态库 123
9.1  显式调用函数 123
9.1.1  显式调用C++函数 124
9.1.2  打破C++访问控制 125
9.2  同一性：连接单元和连接
空间 125
9.2.1  连接单元 125
9.2.2  连接空间 126
9.2.3  多重身份 126
9.3  生命期 127
9.4  版本协调 128
9.4.1  丢失的函数 128
9.4.2  变化的签名 128
9.4.3  行为的改变 129
9.4.4  常量 129
9.5  资源所有权 130
9.5.1  共享池 130
9.5.2  返还给被调用方 130
9.6  动态库：尾声 131
第10章  线程 132
10.1  对整型值的同步访问 133
10.1.1  操作系统函数 134
10.1.2  原子类型 135
10.2  对（代码）块的同步访问：
临界区 136
10.2.1  进程间互斥体和进程内互斥体 137
10.2.2  自旋互斥体 138
10.3  原子整型的性能 139
10.3.1  基于互斥体的原子
整型 139
10.3.2  运行期按架构派发 141
10.3.3  性能比较 142
10.3.4  原子整型操作：尾声 143
10.4  多线程扩展 144
10.4.1  synchronized 144
10.4.2  匿名synchronized 147
10.4.3  atomic 147
10.5  线程相关的存储 148
10.5.1  重入 148
10.5.2  线程相关的数据/线
程局部存储 148
10.5.3  declspec(thread)和
TLS 150
10.5.4  Tss库 150
10.5.5  TSS的性能 155
第11章  静态对象 156
11.1  非局部静态对象：全局对象 157
11.1.1  编译单元内的顺序性 158
11.1.2  编译单元间的顺序性 159
11.1.3  利用main()避免全局
变量 161
11.1.4  全局对象尾声：顺
序性 162
11.2  单件 163
11.2.1  Meyers单件 163
11.2.2  Alexandrescu单件 164
11.2.3  即时Schwarz计数器：
一个极妙的主意 165
11.2.4  对API计数 166
11.2.5  被计数的API、外覆类、
代理类：最终得到一个
顺序化的单件 168
11.3  函数范围内的静态对象 169
11.3.1  牺牲缓式求值能力 171
11.3.2  自旋互斥体是救星 171
11.4  静态成员 172
11.4.1  解决连接问题 172
11.4.2  自适应代码 174
11.5  静态对象：尾声 175
第12章  优化 176
12.1  内联函数 176
12.1.1  警惕过早优化 176
12.1.2  只含有头文件的库 177
12.2  返回值优化 177
12.3  空基类优化 180
12.4  空派生类优化 183
12.5  阻止优化 184
第三部分  语言相关的议题 188
第13章  基本类型 189
13.1  可以给我来一个字节吗 189
13.1.1  标明符号 190
13.1.2  一切都在名字之中 190
13.1.3  窥探void内部 191
13.1.4  额外的安全性 191
13.2  固定大小的整型 192
13.2.1  平台无关性 193
13.2.2  类型相关的行为 195
13.2.3  固定大小的整型：
尾声 197
13.3  大整型 198
13.4  危险的类型 200
13.4.1  引用和临时对象 200
13.4.2  bool 201
第14章  数组和指针 204
14.1  不要重复你自己 204
14.2  数组退化为指针 206
14.2.1  下标索引操作符的
交换性 206
14.2.2  阻止退化 208
14.3  dimensionof() 209
14.4  无法将数组传递给函数 211
14.5  数组总是按地址进行传递 214
14.6  派生类的数组 215
14.6.1  通过指针保存多态
类型 216
14.6.2  提供非缺省的构造
函数 217
14.6.3  隐藏向量式new和
delete 218
14.6.4  使用std::vector 218
14.6.5  确保类型的大小相同 219
14.7  不能拥有多维数组 222
第15章  值 226
15.1  NULL的是非曲直 226
15.2  回到0 232
15.3  屈服于事实 235
15.4  字面量 236
15.4.1  整型 236
15.4.2  后缀 238
15.4.3  字符串 240
15.5  常量 243
15.5.1  简单常量 243
15.5.2  类类型常量 244
15.5.3  成员常量 245
15.5.4  类类型的成员常量 248
第16章  关键字 251
16.1  interface 251
16.2  temporary 253
16.3  owner 256
16.4  explicit(_cast) 261
16.4.1  使用显式访问函数 263
16.4.2  模拟显式转换 264
16.4.3  使用特性垫片 265
16.5  unique 266
16.6  final 267
16.7  不被支持的关键字 267
第17章  语法 270
17.1  类的代码布局 270
17.2  条件表达式 273
17.2.1  “使它布尔” 273
17.2.2  一个危险的赋值 275
17.3  for 277
17.3.1  初始化作用域 277
17.3.2  异质初始化类型 278
17.4  变量命名 280
17.4.1  匈牙利命名法 280
17.4.2  成员变量 281
第18章  Typedef 284
18.1  指针typedef 286
18.2  定义里面有什么 288
18.2.1  概念性的类型定义 288
18.2.2  上下文相关的类型
定义 289
18.3  别名 292
18.3.1  错误的概念性类型
互换 293
18.3.2  不能对概念性类型进
行重载 294
18.4  true_typedef 294
18.5  好的、坏的、丑陋的 300
18.5.1  好的typedef 300
18.5.2  坏的typedef 303
18.5.3  可疑的typedef 304
第四部分  感知式转换 308
第19章  强制 310
19.1  隐式转换 310
19.2  C++中的强制 311
19.3  适合使用C强制的场合 312
19.4  模仿强制 314
19.5  explicit_cast 316
19.6  literal_cast 321
19.7  union_cast 323
19.8  comstl::interface_cast 327
19.8.1  interface_cast_addref 328
19.8.2  interface_cast_noaddref 329
19.8.3  interface_cast_test 329
19.8.4  接口强制操作符的
实现 330
19.8.5  保护引用计数 333
19.8.6  interface_cast_base 334
19.8.7  IID_traits 335
19.8.8  interface_cast 尾声 336
19.9  boost::polymorphic_cast 337
19.10  强制：尾声 339
第20章  垫片 341
20.1  拥抱变化 拥抱自由 341
20.2  特性垫片 344
20.3  逻辑垫片 346
20.4  控制垫片 347
20.5  转换垫片 348
20.6  复合式垫片概念 350
20.6.1  访问垫片 351
20.6.2  返回值生命期 352
20.6.3  泛化的类型操纵 354
20.6.4  效率方面的考虑 356
20.7  名字空间和Koenig查找 357
20.8  为何不使用traits 359
20.9  结构一致性 360
20.10  打破巨石 362
20.11  垫片：尾声 363
第21章  饰面 365
21.1  轻量级RAII 366
21.2  将数据和操作绑定在一起 367
21.2.1  pod_veneer 368
21.2.2  创建日志消息 370
21.2.3  减少浪费 371
21.2.4  类型安全的消息类 372
21.3 “擦亮”饰面概念 374
21.4  饰面：尾声 376
第22章  螺栓 377
22.1  添加功能 377
22.2  皮肤选择 378
22.3  非虚重写 379
22.4  巧用作用域 380
22.5  拟编译期多态：逆反式
螺栓 383
22.6  参数化多态包装 384
22.7  螺栓：尾声 386
第23章  模板构造函数 387
23.1  不易察觉的开销 389
23.2  悬挂引用 389
23.3  模板构造函数特化 391
23.4  实参代理 392
23.5  明确实参的范畴 394
23.6  模板构造函数：尾声 395
第五部分  操作符 396
第24章  operator bool() 398
24.1  operator int() const 398
24.2  operator void *() const 399
24.3  operator bool() const 400
24.4  operator !() const 401
24.5  operator boolean const *()
const 401
24.6  operator int boolean::*()
const 402
24.7  在现实世界中操作 402
24.8  operator! 407
第25章  快速、非侵入性的字符串
拼接 408
25.1  fast_string_concatenator<> 409
25.1.1  与用户自定义的字符
串类协同工作 409
25.1.2  将“拼接子”串起来 410
25.1.3  fast_string_concatenator
类 411
25.1.4  内部实现 413
25.2  性能 417
25.3  与其他字符串类协作 420
25.3.1  整合进标准库中 420
25.3.2  整合进可改动的现存
类中 420
25.3.3  与不可更改的类互
操作 420
25.4  拼接提示 421
25.5  病态括号 422
25.6  标准化 423
第26章  你的地址是什么 424
26.1  无法得到真实的地址 424
26.1.1  STL式元素存放 424
26.1.2  ATL外覆类和CAdapt 425
26.1.3  获取真实的地址 426
26.2  在转换过程中发生了什么 427
26.3  我们返回什么 429
26.4  你的地址是什么：尾声 431
第27章  下标索引操作符 434
27.1  指针转换与下标索引操作符 434
27.1.1  选择隐式转换操作符 436
27.1.2  选择下标索引操作符 437
27.2  错误处理 437
27.3  返回值 439
第28章  增量操作符 441
28.1  缺少后置式操作符 442
28.2  效率 443
第29章  算术类型 446
29.1  类定义 446
29.2  缺省构造 447
29.3  初始化（值构造） 447
29.4  拷贝构造函数 450
29.5  赋值 450
29.6  算术操作符 451
29.7  比较操作符 452
29.8  访问值 452
29.9  sinteger64 453
29.10  截断、提升以及布尔测试 453
29.10.1  截断 453
29.10.2  提升 455
29.10.3  布尔测试 455
29.11  算术类型：尾声 456
第30章  短路 458
第六部分  扩展C++ 460
第31章  返回值生命期 461
31.1  返回值生命期问题分类 461
31.1.1  局部变量 462
31.1.2  局部静态对象 462
31.1.3  析构后指针
（Postdestruction Pointers） 462
31.2  为何按引用返回 462
31.3  解决方案1：
integer_to_string<> 462
31.4  解决方案2——TSS 465
31.4.1  --declspec(thread) 466
31.4.2  Win32 TLS 466
31.4.3  平台无关的API 469
31.4.4  RVL 470
31.5  解决方案3——扩展RVL 470
31.5.1  解决线程内的RVL-LS问题 471
31.5.2  RVL 472
31.6  解决方案4——静态数组大
小决议 472
31.7  解决方案5——转换垫片 474
31.8  性能 476
31.9  RVL：垃圾收集的大胜利 477
31.10  可能的应用 478
31.11  返回值生命期：尾声 478
第32章  内存 479
32.1  内存分类 479
32.1.1  栈和静态内存 479
32.1.2  栈扩张 480
32.1.3  堆内存 481
32.2  两者之间的折衷 481
32.2.1  alloca() 482
32.2.2  VLA 483
32.2.3  auto_buffer<> 483
32.2.4  使用auto_buffer 486
32.2.5  EBO，在哪里 487
32.2.6  性能 488
32.2.7  堆、栈以及其他 490
32.2.8  pod_vector<> 491
32.3  配置器 493
32.3.1  函数指针 493
32.3.2  配置器接口 494
32.3.3  每库初始化（Per-library
Initialization） 495
32.3.4  每调用指定（Per-Call
Specification） 496
32.4  内存：尾声 496
第33章  多维数组 497
33.1  激活下标索引操作符 498
33.2  运行时确定大小 499
33.2.1  可变长数组 499
33.2.2  vector< ... vector
... > 500
33.2.3  boost::multi_array 501
33.2.4  fixed_array_1/2/3/4d 501
33.3  编译期确定大小 505
33.3.1  boost::array 506
33.3.2  static_array_1/2/3/4d 506
33.4  块访问 508
33.4.1  使用std::fill_n() 509
33.4.2  array_size垫片 510
33.5  性能 512
33.5.1  运行期确定大小 513
33.5.2  编译期确定大小 514
33.6  多维数组：尾声 515
第34章  仿函数和区间 516
34.1  语法混乱 516
34.2  for_all() 517
34.2.1  数组 518
34.2.2  命名 518
34.3  局部仿函数 520
34.3.1  手写循环 520
34.3.2  自定义仿函数 521
34.3.3  内嵌的仿函数 521
34.3.4  温和一些 523
34.3.5  泛化的仿函数：类型隧
道（Type Tunneling） 524
34.3.6  再进一步，走得太
远了 526
34.3.7  局部仿函数和回调
API 527
34.4  区间 529
34.4.1  区间概念 529
34.4.2  概念性区间 531
34.4.3  可迭代区间 533
34.4.4  区间算法和标签 533
34.4.5  过滤器 535
34.4.6  虚伪 536
34.5  仿函数和区间：尾声 536
第35章  属性 537
35.1  编译器扩展 539
35.2  可供选择的实现方案 539
35.2.1  将属性的实现分门
别类 540
35.2.2  EMO 540
35.3  字段属性 541
35.3.1  field_property_get 541
35.3.2  field_property_set 545
35.3.3  内置式字段属性：
尾声 546
35.3.4  field_property_get_
external 546
35.3.5  field_property_set_
external 547
35.3.6  Hack掉 547
35.4  方法属性 548
35.4.1  method_property_get 548
35.4.2  method_property_set 555
35.4.3  method_property_getset 555
35.4.4  谨防无限循环 557
35.4.5  method_property_get
_external 558
35.4.6  method_property_set
_external 561
35.4.7  method_property_getset
_external 562
35.5  静态属性 564
35.5.1  静态字段属性 564
35.5.2  内置式静态方法属性 564
35.5.3  外置式静态方法属性 566
35.6  虚属性 567
35.7  属性的使用 568
35.7.1  泛化性 568     35.7.2  错误诊断中的类型
替换 569
35.8  属性：尾声 570
附录A  编译器和库 572
A.1  编译器 572
A.2  库 573
A.2.1  Boost 574
A.2.2  STLSoft 574
A.2.3  其他库 574
A.3  其他资源 575
A.3.1  期刊 575
A.3.2  其他语言 575
A.3.3  新闻组 576
附录B  “谦虚点，别骄傲” 577
B.1  操作符重载 577
B.2  后悔DRY 579
B.3  偏执式编程 579
B.4  精神错乱 580
附录C  Arturius 582
附录D  随书光盘 583
尾声 584
参考书目 585