Об авторе ............................................................................................................12
О рецензенте......................................................................................................13
Предисловие ......................................................................................................14
Глава 1. Введение в наследование и полиморфизм ...............................20
Классы и объекты..................................................................................................20
Наследование и иерархии классов ......................................................................22
Полиморфизм и виртуальные функции .............................................................27
Множественное наследование.............................................................................31
Резюме...................................................................................................................33
Вопросы.................................................................................................................33
Для дальнейшего чтения......................................................................................33
Глава 2. Шаблоны классов и функций .........................................................34
Шаблоны в C++......................................................................................................34
Шаблоны функций............................................................................................35
Шаблоны классов ..............................................................................................35
Шаблоны переменных......................................................................................36
Параметры шаблонов, не являющиеся типами..............................................36
Конкретизация шаблона ......................................................................................37
Шаблоны функций............................................................................................38
Шаблоны классов ..............................................................................................41
Специализация шаблона......................................................................................42
Явная специализация.......................................................................................43
Частичная специализация ...............................................................................44
Перегрузка шаблонных функций ........................................................................47
Шаблоны с переменным числом аргументов.....................................................50
Лямбда-выражения ..............................................................................................54
Резюме...................................................................................................................58
Вопросы.................................................................................................................58
Для дальнейшего чтения......................................................................................58
Глава 3. Владение памятью............................................................................59
Технические требования......................................................................................59
Что такое владение памятью? .............................................................................59
Правильно спроектированное владение памятью ........................................60
6 Содержание
Плохо спроектированное владение памятью.................................................61
Выражение владения памятью в C++ ..................................................................62
Выражения невладения ...................................................................................63
Выражение монопольного владения ..............................................................64
Выражение передачи монопольного владения..............................................65
Выражение совместного владения..................................................................66
Резюме...................................................................................................................68
Вопросы.................................................................................................................68
Для дальнейшего чтения......................................................................................69
Глава 4. От простого к нетривиальному......................................................70
Технические требования......................................................................................70
Обмен и стандартная библиотека шаблонов......................................................70
Обмен и контейнеры STL.................................................................................71
Свободная функция swap.................................................................................73
Обмен как в стандарте .....................................................................................74
Когда и для чего использовать обмен .................................................................75
Обмен и безопасность относительно исключений........................................75
Другие распространенные идиомы обмена ...................................................77
Как правильно реализовать и использовать обмен...........................................78
Реализация обмена...........................................................................................78
Правильное использование обмена................................................................82
Резюме...................................................................................................................83
Вопросы.................................................................................................................84
Глава 5. Все о захвате ресурсов как инициализации ..............................85
Технические требования......................................................................................85
Управление ресурсами в C++ ...............................................................................86
Установка библиотеки эталонного микротестирования ...............................86
Установка Google Test.......................................................................................87
Подсчет ресурсов ..............................................................................................87
Опасности ручного управления ресурсами........................................................88
Ручное управление ресурсами чревато ошибками........................................88
Управление ресурсами и безопасность относительно исключений.............91
Идиома RAII..........................................................................................................93
RAII в двух словах .............................................................................................93
RAII для других ресурсов..................................................................................97
Досрочное освобождение.................................................................................98
Аккуратная реализация RAII-объектов ........................................................101
Недостатки RAII..............................................................................................104
Резюме.................................................................................................................106
Вопросы...............................................................................................................106
Для дальнейшего чтения....................................................................................107
Содержание 7
Глава 6. Что такое стирание типа................................................................108
Технические требования....................................................................................108
Что такое стирание типа?...................................................................................108
Стирание типа на примере ............................................................................109
Как стирание типа реализовано в C++?.............................................................112
Очень старый способ стирания типа.............................................................112
Объектно-ориентированное стирание типа ................................................113
Противоположность стиранию типа.............................................................116
Стирание типа в C++.......................................................................................117
Когда использовать стирание типа, а когда избегать его ................................119
Стирание типа и проектирование программ ...............................................119
Установка библиотеки эталонного микротестирования .............................121
Издержки стирания типа ...............................................................................121
Резюме.................................................................................................................123
Вопросы...............................................................................................................124
Глава 7. SFINAE и управление разрешением перегрузки .....................125
Технические требования....................................................................................125
Разрешение перегрузки и множество перегруженных вариантов .................125
Перегрузка функций в C++.............................................................................126
Шаблонные функции......................................................................................129
Подстановка типов в шаблонных функциях.....................................................131
Выведение и подстановка типов ...................................................................132
Неудавшаяся подстановка .............................................................................133
Неудавшаяся подстановка – не ошибка........................................................135
Управление разрешением перегрузки..............................................................137
Простое применение SFINAE.........................................................................138
Продвинутое применение SFINAE ................................................................140
Еще раз о продвинутом применении SFINAE ..............................................150
SFINAE без компромиссов .............................................................................155
Резюме.................................................................................................................160
Вопросы...............................................................................................................161
Для дальнейшего чтения....................................................................................161
Глава 8. Рекурсивный шаблон .....................................................................162
Технические требования....................................................................................162
Укладываем CRTP в голове.................................................................................162
Что не так с виртуальной функцией?............................................................163
Введение в CRTP .............................................................................................165
CRTP и статический полиморфизм...................................................................168
Полиморфизм времени компиляции ...........................................................168
Чисто виртуальная функция времени компиляции ....................................170
Деструкторы и полиморфное удаление........................................................171
8 Содержание
CRTP и управление доступом ........................................................................173
CRTP как паттерн делегирования......................................................................174
Расширение интерфейса................................................................................175
Резюме.................................................................................................................180
Вопросы...............................................................................................................180
Глава 9. Именованные аргументы и сцепление методов ....................181
Технические требования....................................................................................181
Проблема аргументов.........................................................................................181
Что плохого в большом количестве аргументов?.........................................182
Агрегатные параметры ..................................................................................185
Именованные аргументы в C++.........................................................................187
Сцепление методов ........................................................................................188
Сцепление методов и именованные аргументы..........................................188
Производительность идиомы именованных аргументов ...........................191
Сцепление методов в общем случае .................................................................194
Сцепление и каскадирование методов.........................................................194
Сцепление методов в общем случае .............................................................195
Сцепление методов в иерархиях классов .....................................................196
Резюме.................................................................................................................198
Вопросы...............................................................................................................199
Глава 10. Оптимизация локального буфера.............................................200
Технические требования....................................................................................200
Издержки выделения небольших блоков памяти............................................200
Стоимость выделения памяти.......................................................................201
Введение в оптимизацию локального буфера..................................................204
Основная идея ................................................................................................204
Эффект оптимизации локального буфера....................................................206
Дополнительные оптимизации.....................................................................209
Оптимизация локального буфера в общем случае...........................................209
Короткий вектор.............................................................................................210
Объекты со стертым типом и вызываемые объекты ...................................212
Оптимизация локального буфера в библиотеке C++ ...................................215
Недостатки оптимизации локального буфера .................................................216
Резюме.................................................................................................................217
Вопросы...............................................................................................................217
Для дальнейшего чтения....................................................................................217
Глава 11. Охрана области видимости........................................................218
Технические требования....................................................................................218
Обработка ошибок и идиома RAII.....................................................................219
Безопасность относительно ошибок и исключений....................................219
Захват ресурса есть инициализация .............................................................222
Содержание 9
Паттерн ScopeGuard............................................................................................225
Основы ScopeGuard ........................................................................................226
ScopeGuard в общем виде...............................................................................231
ScopeGuard и исключения..................................................................................236
Что не должно возбуждать исключения............................................................236
ScopeGuard, управляемый исключениями....................................................239
ScopeGuard со стертым типом ...........................................................................243
Резюме.................................................................................................................246
Вопросы...............................................................................................................246
Глава 12. Фабрика друзей.............................................................................247
Технические требования....................................................................................247
Друзья в C++ ........................................................................................................247
Как предоставить дружественный доступ в C++ ..........................................247
Друзья и функции-члены...............................................................................248
Друзья и шаблоны...............................................................................................252
Друзья шаблонов классов...............................................................................252
Фабрика друзей шаблона ...................................................................................255
Генерация друзей по запросу ........................................................................255
Фабрика друзей и Рекурсивный шаблон...........................................................257
Резюме.................................................................................................................259
Вопросы...............................................................................................................260
Глава 13. Виртуальные конструкторы и фабрики ..................................261
Технические требования....................................................................................261
Почему конструкторы не могут быть виртуальными ......................................261
Когда объект получает свой тип?...................................................................262
Паттерн Фабрика ................................................................................................265
Основа паттерна Фабричный метод .............................................................265
Фабричные методы с аргументами...............................................................266
Динамический реестр типов .........................................................................267
Полиморфная фабрика...................................................................................270
Похожие на Фабрику паттерны в C++................................................................272
Полиморфное копирование...........................................................................272
CRTP-фабрика и возвращаемые типы ..........................................................273
CRTP-фабрика с меньшим объемом копирования и вставки .....................274
Резюме.................................................................................................................276
Вопросы...............................................................................................................277
Глава 14. Паттерн Шаблонный метод и идиома
невиртуального интерфейса........................................................................278
Технические требования....................................................................................278
Паттерн Шаблонный метод ...............................................................................279
10 Содержание
Шаблонный метод в C++ ................................................................................279
Применения Шаблонного метода .................................................................280
Пред- и постусловия и действия....................................................................282
Невиртуальный интерфейс................................................................................283
Виртуальные функции и контроль доступа..................................................283
Идиома NVI в C++ ...........................................................................................285
Замечание о деструкторах .............................................................................287
Недостатки невиртуального интерфейса .........................................................288
Компонуемость...............................................................................................288
Проблема хрупкого базового класса .............................................................289
Резюме.................................................................................................................291
Вопросы...............................................................................................................291
Для дальнейшего чтения....................................................................................291
Глава 15. Одиночка – классический
объектно-ориентированный паттерн........................................................292
Технические требования....................................................................................292
Паттерн Одиночка – для чего он предназначен, а для чего – нет...................292
Что такое Одиночка? ......................................................................................293
Когда использовать паттерн Одиночка.........................................................294
Типы одиночек ...................................................................................................297
Статический Одиночка ..................................................................................299
Одиночка Мейерса..........................................................................................301
Утекающие Одиночки ....................................................................................308
Резюме.................................................................................................................310
Вопросы...............................................................................................................311
Глава 16. Проектирование на основе политик........................................312
Технические требования....................................................................................312
Паттерн Стратегия и проектирование на основе политик..............................312
Основы проектирования на основе политик ...............................................313
Реализация политик.......................................................................................319
Использование объектов политик.................................................................322
Продвинутое проектирование на основе политик ..........................................329
Политики для конструкторов ........................................................................329
Применение политик для тестирования ......................................................337
Адаптеры и псевдонимы политик.................................................................339
Применение политик для управления открытым интерфейсом................341
Перепривязка политики ................................................................................347
Рекомендации и указания .................................................................................349
Достоинства проектирования на основе политик .......................................349
Недостатки проектирования на основе политик.........................................350
Рекомендации по проектированию на основе политик..............................352
Содержание 11
Почти политики..................................................................................................354
Резюме.................................................................................................................360
Вопросы...............................................................................................................361
Глава 17. Адаптеры и декораторы ..............................................................362
Технические требования....................................................................................362
Паттерн Декоратор.............................................................................................362
Основной паттерн Декоратор........................................................................363
Декораторы на манер C++..............................................................................366
Полиморфные декораторы и их ограничения .............................................371
Компонуемые декораторы.............................................................................373
Паттерн Адаптер.................................................................................................375
Основной паттерн Адаптер ...........................................................................375
Адаптеры функций.........................................................................................378
Адаптеры времени компиляции...................................................................381
Адаптер и Политика ...........................................................................................384
Резюме.................................................................................................................388
Вопросы...............................................................................................................389
Глава18. Паттерн Посетитель и множественная
диспетчеризация.............................................................................................390
Технические требования....................................................................................390
Паттерн Посетитель............................................................................................391
Что такое паттерн Посетитель? .....................................................................391
Простой Посетитель на C++ ...........................................................................393
Обобщения и ограничения паттерна Посетитель........................................397
Посещение сложных объектов...........................................................................401
Посещение составных объектов ....................................................................401
Сериализация и десериализация с помощью Посетителя ..........................403
Ациклический Посетитель.................................................................................409
Посетители в современном C++.........................................................................412
Обобщенный Посетитель...............................................................................412
Лямбда-посетитель.........................................................................................414
Обобщенный Ациклический посетитель......................................................418
Посетитель времени компиляции.....................................................................421
Резюме.................................................................................................................427
Вопросы...............................................................................................................428
Ответы на вопросы.........................................................................................429
Предметный указатель..................................................................................448