More Effective C++ 35个改善编程与设计的有效方法笔记与心得 2

二. 操作符

‌‌‌‌　　在编程中，类型转换是将一种数据类型变为另一种数据类型。这个过程在很多情况下都是非常有用的，比如从浮点数向整数转换，或者从基类向派生类转换。然而，如果不正确使用，可能会产生非预期的副作用，例如数据丢失，或者转换失败。

‌‌‌‌　　当你看到"对定制的类型转换参数保持警觉"的建议时，这通常是指在设计和使用自定义的类型转换函数时需要特别小心。类型转换运算符是C++允许你定义的一种特殊成员函数，可将一个类类型的值转换为另一种类型。它们在使用上非常方便，但是如果在设计和使用上没有控制得当，就可能带来很多问题。

‌‌‌‌　　例如，自定义的类型转换函数可能在没有明确要求的情况下被隐式调用，可能导致意外的转换和潜在的错误。另一个问题是，如果类型转换函数不清楚，阅读和维护代码的人可能无法理解代码的目的和效果，这可能会导致错误。

‌‌‌‌　　所以，"对定制的类型转换参数保持警觉"这个建议的含义是：在设计和使用类型转换函数时，应该注意明确、谨慎并尽量避免使用隐式类型转换，以减少潜在的错误。

‌‌‌‌　　在C++和其他一些编程语言中，我们经常会遇到增量（increment）和减量（decrement）这两类操作符，它们分别被记作 ++ 和 --。当它们作用在一个变量上时，可以用来增加或减少变量的值。

‌‌‌‌　　这两个操作符有两种使用形式：前置（prefix）形式和后置（postfix）形式。

‌‌‌‌　　前置形式先进行计算，然后再进行赋值。例如，++i或--i。这种形式先改变i的值，然后再进行其他的计算。比如在表达式int a = ++i;中，先把i增加1，然后再把新值赋给a。
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‌‌‌‌　　后置形式先进行赋值，然后再进行计算，例如，i++或i--。在一个表达式中使用后置增量或减量操作符，会先进行其他的计算，然后再改变i的值。比如在表达式int a = i++;中，首先把i的当前值赋给a，再把i加1。

‌‌‌‌　　所以"区别 increment/decrement 操作符的前置（prefix）和后置（postfix）形式"的意思就是让我们理解和区分这两种操作符形式的不同。在实践中，我们往往需要根据具体的需求和场景来选择使用哪种形式。

请记住：
‌‌‌‌　　在C++编程中，重载操作符是允许的，允许你为自定义类型（例如类和结构体）定义自己的行为。不过，并不是所有操作符都适合被重载，特别是像&&、||和,（逗号）这些操作符。

短路求值（Short-circuit Evaluation）:
- 逻辑与（&&） 和 逻辑或（||） 操作符在C++中具有短路求值的特性。如果第一个操作数能够确定整个表达式的值，第二个操作数就不会被求值。例如：
  
  if (a && b) { /* ... */ }
  
  如果 a 为 false，则 b 不会被求值。这种特性在逻辑判断中非常重要，有助于避免不必要的计算，甚至可以防止潜在的运行时错误（例如 b 可能是一个需要非空检查的指针）。
重载后可能失去短路求值的特性:
- 如果重载了这些操作符，编译器将无法再使用这种短路特性，因为重载的版本会被认为是普通函数调用，所有参数都会被求值。这不仅会影响程序的性能，还可能引入潜在的bug和不可预见的行为。

顺序求值（Sequencing）:
- 逗号操作符在C++中的作用是顺序求值，其表达式中左侧的操作数先被求值，然后右侧的操作数被求值，整个表达式的结果是右侧操作数的结果。例如：
  
  int x = (a++, b++);
  
  在这个例子中，a 被先增加然后是 b，x 最终被赋值为 b++ 的结果。
重载后的复杂性和不明确性:
- 重载逗号操作符会使代码变得难以理解和维护。通常，开发者不会期望逗号操作符有不同的行为，而这种不一致性可能导致程序的逻辑难以跟踪和调试。

‌‌‌‌　　重载这些操作符会带来很多潜在的问题，使代码的行为不再符合直觉，并且可能引入性能问题和bug。因此，建议避免重载这些操作符，以保持代码的可读性和可靠性。

‌‌‌‌　　在C++中，new 和 delete 操作符有多种不同的用途和意义。了解这些不同的用法有助于更好地管理内存，并编写高效、健壮的代码。以下是对各种不同意义的 new 和 delete 的解释：

常规动态内存分配:
- 用于从堆中分配单个对象的内存。
int* p = new int; // 分配一个 int 类型的对象 *p = 5;
- 用于从堆中分配数组的内存。
int* pArray = new int[10]; // 分配一个 int 类型的数组，包含 10 个元素
带参数的构造函数:
- 可以使用 new 操作符调用带参数的构造函数。
class MyClass { public: MyClass(int x) : value(x) {} private: int value; }; MyClass* obj = new MyClass(10); // 使用带参数的构造函数创建对象
定位 new (placement new):
- 定位 new 允许在预先分配的内存上构造对象。常用于自定义内存管理。
char buffer[sizeof(MyClass)]; MyClass* p = new(buffer) MyClass(10); // 在 buffer 上构造 MyClass 对象
- 使用定位 new 时，需要包含头文件 <new>。

常规动态内存释放:
- 用于释放使用 new 分配的单个对象的内存。
delete p; // 释放单个对象的内存
- 用于释放使用 new 分配的数组的内存。
delete[] pArray; // 释放数组的内存
定位 delete (placement delete):
- 对于定位 new 构造的对象，应该显式调用析构函数，因为定位 new 不分配内存，只是在指定位置上构造对象。
p->~MyClass(); // 显式调用析构函数
- 定位 delete 并不真正释放内存，因为内存的分配和释放是由程序员自己管理的。

自定义 new 和 delete:
- 类可以重载全局的 new 和 delete 操作符，以实现自定义的内存管理策略。
void* operator new(size_t size) { // 自定义内存分配逻辑 } void operator delete(void* p) { // 自定义内存释放逻辑 }
- 可以在类内重载，也可以在全局范围重载。
避免内存泄漏和野指针:
- 在使用 new 和 delete 时，必须确保每个 new 都有对应的 delete，否则会导致内存泄漏。
- 释放指针后，建议将其设置为 nullptr，避免成为悬挂指针（dangling pointer）。
delete p; p = nullptr;