Scott Meyers：effective Modern C++——42 Specific Ways To Improve Your Use Of C++11 And C++14@2014

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這本書《Effective Modern C++》的核心論點是，掌握 C++11 和 C++14 不僅僅是熟悉它們引入的新功能（如 auto 型別宣告、移動語義、Lambda 表達式、並行支援），更重要的是學習如何有效地使用這些功能，以編寫出正確、高效、可維護且可移植的軟體。這本書旨在為有 C++ 基礎、希望遷移到現代 C++ 並將其應用於生產環境的開發者提供深入且實用的指導。

作者 Scott Meyers 延續了他備受讚譽的「Effective C++」系列書籍的寫作風格：以具體指南（書中列出 42 個具體建議，稱為「條款」或「Item」）為基礎，並透過清晰的解釋和具體的程式碼實例來闡述觀念。這本書完全聚焦於 C++11 和 C++14 的新特性及其相關的現代 C++ 編碼風格和慣用法，提供了在舊標準（C++98/03）背景下不存在或行為不同的全新內容。書中的目標是幫助開發者理解這些新特性背後的原理，從而能做出明智的設計決策，提升程式碼品質。

書中涵蓋了多個關鍵領域和特性，並對其有效使用進行了詳盡解釋：

  1. 核心語言特性與其細微差別：

    • 大括號初始化 ({})： 深入探討使用大括號進行物件初始化的優缺點。這是 C++11 引入的統一初始化方式，可以應用於更多情境，並有防止窄化轉換等優點。然而，它與 std::initializer_list 參數的建構子互動時可能產生令人意外的行為，書中會詳細解釋這些情況及其原因。
    • noexcept 規範： 解釋將函式標記為 noexcept 的意義，即承諾函式不會拋出異常。這不僅是介面設計的一部分，也對編譯器優化有顯著影響，特別是對於移動操作（move operations）和交換函式（swap functions），noexcept 標記的存在與否可能決定標準函式庫演算法是使用移動還是複製操作。書中闡述了何時應該且能夠安全地使用 noexcept。
    • 完美轉發（Perfect Forwarding）： 分析完美轉發的概念，即在泛型程式碼中將參數「原封不動」（保留其左值/右值屬性、const/volatile 修飾等）轉發給另一個函式。這通常涉及通用引用（Universal References）和 std::forward。書中不僅解釋了機制，還討論了完美轉發可能失敗的邊界情況和如何處理這些問題，例如如何轉發大括號初始化列表、位域（bitfield）等。
    • 智慧指標的 make 函式（std::make_unique 和 std::make_shared）： 對比使用 std::make_unique（C++14）和 std::make_shared 與直接使用 new 來創建動態物件並用智慧指標管理。Make 函式通常在效率（單次記憶體分配）和異常安全方面優於直接使用 new，但它們也有局限性，例如不支援自訂刪除器。書中指導讀者權衡這些選擇。

  2. 移動語義與引用型別：

    • std::move、std::forward、右值引用與通用引用： 這是現代 C++ 中最重要也最容易混淆的主題之一。書中詳細解釋了右值引用 (T&& 在非推導上下文）與通用引用（T&& 在推導上下文，如函式範本參數或 auto&&）的根本區別，以及 std::move 和 std::forward 這兩個工具的真正作用——它們本身並不執行移動或轉發，而是執行型別轉換以啟用移動或保持引用類別。理解這些關係是正確應用移動語義和完美轉發的基礎。書中強調了在右值引用上使用 std::move，在通用引用上使用 std::forward 的基本原則。

  3. Lambda 表達式：

    • 編寫清晰、正確、有效的 Lambda 表達式： Lambda 表達式極大地簡化了函式物件的創建。書中提供了編寫 Lambda 的實用技巧，包括如何有效管理捕捉（capture）的變數。討論了避免使用預設捕捉模式（[&] 和 [=]）的原因，因為它們可能導致意外的懸空引用（dangling references）或錯誤地捕捉 this 指標。同時，介紹了 C++14 的初始化捕捉（init capture），它允許將右值或只有移動語義的物件移動到 Lambda 閉包中。

  4. 並行程式設計元件：

    • std::atomic 與 volatile： 這兩個關鍵字在語法上相似，但用途截然不同。std::atomic 用於在多執行緒環境中進行無鎖操作，保證操作的原子性，是 C++ 並行 API 的一部分，並受記憶體模型的約束。而 volatile 則是告知編譯器對變數的讀寫不要進行優化（例如用於記憶體映射 I/O），它與多執行緒之間的同步 無關。書中清晰區分了它們的用途，避免開發者將 volatile 誤用於並行同步。

  5. 舊有 C++ 實踐的更新：

    • C++98 最佳實踐在現代 C++ 中的演變： 書中檢視了 C++98 中的一些常見做法，並解釋了在新標準下如何改進。例如，推薦使用 using 別名聲明替代 typedef（特別是在範本中）；推薦使用 nullptr 替代 NULL 或 0 表示空指標；推薦使用限定作用域的列舉 (enum class) 替代傳統列舉；推薦使用 = delete 明確禁止函式（包括非成員函式）的使用，而非使用 private 且不定義的成員函式；推薦在覆蓋（override）基類虛擬函式時使用 override 關鍵字以幫助編譯器檢查錯誤；推薦在可能的情況下將成員函式宣告為 const，並確保 const 成員函式在多執行緒環境中是安全的。

透過以上這些主題的深入探討，《Effective Modern C++》為 C++ 開發者提供了一份關於如何有效率地撰寫現代 C++ 程式碼的權威指南。書中的建議基於對語言細節和實踐經驗的深刻理解，旨在幫助讀者寫出更健壯、更高效、更易於理解和維護的程式碼。
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