【无责任书评：拳拳到肉 掷地铿锵的三本 OOP 绝佳小书】 侯捷 [email protected] http://www.jjhou.com 本文将发表於 Run!PC 杂志 2000/07，并整理於 侯捷网站/散文 2000 ---------------------------------------------------------------- 拿破仑虽然是个矮个子，一生叱吒却俨然历史的巨人。 今天我要介绍的三本书，虽然轻薄短小有如拿破仑的身材， 在 C++/OOP 领域里，其份量与影响却也有着拿破仑般的辉煌灿烂。 说它们轻薄短小，是的，让数字说话：三本书合起来才 256+318+208=782 页，只比 C++ 语言知名教本 C++ Primer 3/e 一半篇幅再多一些而已，比起 C++ 语言权威着作 The C++ Programming Language 3/e 也才达到三分之二的页数份量。 逛书店时一个不留神，只怕你便遗漏了这些小书的存在。但如果你真 遗漏了它们的存在，实在是你的莫大损失。 就我个人的编程经验，以及我的教学经验（对象为业界工程师或 大学生），只要是 C++/OOP 设计思维与语言运用本身的问题， 非关 problem domain，百分之九十以上皆可在这三本书籍中找到 直接或间接的答案。这三本书是： ●Effective C++ 2/e : 50 Specific Ways to Improve Your Programs and Designs ●More Effective C++ : 35 New Ways to Improve Your Programs and Designs ●Exceptional C++ : 47 Engineering Puzzles, Programming Problems, and Solutions （注：前两本书亦有 CD 产品（HTML 格式），以两书合一的方式出售， 交叉索引甚为方便） 书名副标清楚告诉我们，这些书籍的特色就是以一个个的条款来 说明一些值得奉行或是必须避免的动作。以条款的方式进行，一方面 因为它们都不是 C++ 语言教本，而是更高层次的书籍，是给有语言基础 （最好还有实际工作经验）的人看的书，所以可以集中火力在特定主题上， 另一方面实乃因为条款型式可以强化主题，加深印象，提昇查阅检索 的方便性与价值。 书中某些条款在 C++ 语言书籍里或多或少也都有提到 — 虽然解释 的深度可能不足。我举个例子，Effective C++ 的条款13说 「Initialization list 中的 members 初始化排列次序应该和其在 class 内 的宣告次序相同」，C++ Primer 3/e 的 p721~p722 对此有相同意义的描述。 再举个例子，Effective C++ 的条款14说 「总是让 base class 拥有 virtual destructor」，这在 C++ Primer 3/e 的 p933 亦有相同意义的描述。诸如此类，不胜枚举。但你是不是感觉， 那些金科玉律被淹没在语言百科型书籍的细节丛林之中！ 每一条准则都简短、明确、容易记忆，可以确实提昇你的软体效能。 每一条准则都是经验丰富的 C++ 程式员的心血结晶，告诉你哪些是 几乎总是需要奉行的动作，哪些是几乎肯定要避免的事情。 某些条款甚至到达 patterns 的水准（注）。 注：所谓 patterns，在指程式设计过程中，开发人员常需 面对并解决的某些问题，被有系统地整理出解法，谓之 patterns （或译为「样式」）。Design Patterns 是此域中的经典书籍， 系统化地将可应用於众多领域之 23 个基本 patterns 加以 分类整理。书中所提的 patterns 名称，几乎成为物件导向 设计领域的标准辞汇。 以上三本小书的功用不仅在提纲契领地点出重点，也在於对 每个主题有深刻的讨论。在这些书籍中，你会发现一些忠告， 告诉你应该做些什麽，为什麽如此；也告诉你不应该做些什麽， 又为什麽如此。基本而言当然 whys 比 whats 更重要， 这便是这些书籍最有价值的地方。至於从速食的角度来看， 检阅一系列准则，也比强记一或二本庞杂的教科书更轻松方便得多。 ---------------------------------------------------------- fig1 【基本资料】 书名：Effective C++ 2/e : 50 Specific Ways to Improve Your Programs and Designs 作者：Scott Meyers 出版：Addison Wesley, 0-201-92488-9, 1998 定价：US$ 37.95 页数：256 Scott Meyers 的这本书籍，成名已久，同时也是此类书籍的滥觞。 这本书在 1992 年便有了第一版，我手上的第一版是 1996/12 的 第 12 刷。刷次原不能代表什麽，不过我在第二版的封底看到， 出版公司宣称第一版销售超过十万本（不含各种译本）。销售量 能否代表什麽呢？销售量低或许不一定能代表什麽，销售量高则 相当程度地表示受到读者的肯定。以此书诉求之技术层面而言， 这个销售量是惊人的。（当然要是比起大陆某 C 语言书籍销售 270 万本，以及某 Visual Basic 书籍销售破千万本，那是小巫 见大巫了） 只要是在 C++ 领域里打滚的程式员，马上便可以从 Meyers 整理 出来的 50 个条款看出此书的价值。如果你拿 C++ 来讨生活， 稍稍阅读几个条款的深度後，不掏腰包者几稀。有些条款涉及的语意 层面较低，用以对容易出错或混淆的数种程式写法提出警告。另有 一些条款涉及的层次比较高，如第六章中对於各种继承型式的讨论、 以及 classes 之间除了继承以外的其他关系的讨论。至於条款E45 「知道 C++ 编译器默默为我们完成和呼叫哪些函式」，以及 条款M24「了解 virtual functions、multiple inheritance、 virtual base classes、RTTI 所需的成本」，下涉物件模型与编译器层面， 相当深入。套用我过去在「C++ 的沉迷与爱恋」一文中所用的辞， 此书在高热和骤冷之间，在高阶和低阶之间焠链、循环、震荡。 本书第一页列有它所获得的赞誉。对於读者，这是一份值得参考的资料， 我试着把它们译为中文，条列於下： ※我必须真心地赞美 Meyers 的书，…这本书在记忆体管理架构 等主题上给予读者卓越的引导，并对不同型式之 C++ 继承机制 有极佳的解释。 - New York Computerist ※在你开始着手第一个真正的 C++ 专案之前，你应该阅读本书； 在你获得一些实务经验之後，你应该再读一遍。 - comp.lang.c++ ※本书有一个子标题「改善你的程式技术与设计思维的 50 个 有效作法 」。作者不只提供你撰写 C++ 码时应该遵循的明白 规则，也提供了深入的解释与范例。 - Sun Expert ※我慎重推荐 Effective C++ 给任何渴望在中高阶层面精通 C++ 的人。 - The C User's Journal ※在各种写给中高阶程式员看的 C++ 书籍中，这是我所见过 最棒的一本。作者以一系列短文叙述 C++ 程式员遭遇的常见 问题。…本书既有趣又有用，在程式设计书籍中诚属罕见。 - comp.lang.c++ ※本书在取材范围和风味上类似另一本由 William Strunk 和 E.B. White 合着的小书 The Eements of Style；至少 二者在我的书架上距离不远。…这是一本十分谨慎而适度的 小书，有着清楚的目标，并且完成了它们。 - C++ Report ※这本书内含对 C++ 开发工作的许多实用忠告。 - DEC Professional ※C++ 程式员不只应该拥有这本书，而且应该确实运用这本书。 书中的文字极易拿来实际运用。交叉参考与索引的功夫做得很好。 - Computer Language ※这是一本 193 页的杰作。…我保证 50 个条款中必定有 某一些会攫取你的注意力并对你产生启蒙作用，你的谨慎 投资将获得回报。…这是一本文笔优越、真材实料的书籍， 目标瞄准重视流畅与效率的所有 C++ 程式员。 - Stan Kelley-Bootle, UNIX Review ※这本绝妙好书提供了 50 个招数，帮助我们把 C++ 运用得 更好。每一位 C++ 程式员桌上都应该有这一本书。…在 提昇 C++ 程式设计的整体品质上， Scott Meyers 这份 珍贵的礼物或许比业内任何人士的贡献都大。』 -- Jesse Liberty, C++ Report 下面列出 Effective C++ 2/e 的各个条款（我试着译为中文）， 一方面让这篇书评的实用性更高一些，一方面就让这些条款标题 直接彰显它们的价值吧。 第一章：改变旧有的 C 习惯 条款1：尽量以 const 和 inline 取代 #define 条款2：尽量以 <iostream> 取代 <stdio.h> 条款3：尽量以 new 和 delete 取代 malloc() 和 free() 条款4：尽量使用 C++ 风格的注解型式 第二章：记忆体管理（Memory Management） 条款5：使用相同型式的 new 和 delete 条款6：记得在 destructor 中以 delete 对付 pointer members 条款7：为记忆体不足的状况预做准备 条款8：撰写 operator new 和 operator delete 时应遵行公约 条款9：避免遮掩了 new 的正规型式 条款10：如果你写了一个 operator new，请对应也写一个 operator delete 第三章：建构式，解构式，和 Assignment 运算子 条款11：如果 classes 内动态配置有记忆体，请为此 class 宣告一个 copy constructor 和一个 assignment 运算子 条款12：在 constructor 中尽量以 initialization 取代 assignment 条款13：Initialization list 中的 members 初始化排列次序应该和其在 class 内的宣告 次序相同 条款14：总是让 base class 拥有 virtual destructor 条款15：令 operator= 传回「*this 的 reference」 条款16：在 operator= 中为所有的 data members 指派内容 条款17：在 operator= 中检查是否「自己派给自己」 第四章：类别与函式之设计和宣告 条款18：努力让介面完满且最小化 条款19：区分 member functions, non-member functions 和 friend functions 三者 条款20：避免将 data members 放在公开介面中 条款21：尽可能使用 const 条款22：尽量使用 pass-by-reference（传址），少用 pass-by-value（传值） 条款23：当你必须传回 object 时，不要尝试传回 reference 条款24：在函式多载化（function overloading）和参数预设化（parameter defaulting） 之间，谨慎抉择 条款25：避免对指标型别和数值型别进行多载化 条款26：防卫潜伏的 ambiguity（模棱两可）状态 条款27：如果不想使用编译器暗自产生的 member functions，就应该明白拒绝它 条款28：尝试切割 global namespace（全域命名空间） 第五章：类别与函式之实作 条款29：避免传回内部资料的 handles 条款30：避免写出 member function，传回一个 non-const pointer 或 reference 并以之 指向较低存取层级的 members 条款31：千万不要传回「函式内 local 物件的 reference」，或是「函式内以 new 获得的 指标所指的物件」 条款32：尽可能延缓变数定义式的出现 条款33：明智地运用 inlining 条款34：将档案之间的编译依存关系（compilation dependencies）降至最低 第六章：继承机制与物件导向设计 条款35：确定你的 public inheritance 模塑出 "isa" 的关系 条款36：区分「介面继承（interface inheritance）」和「实作继承（implementation inheritance）」 条款37：绝对不要重新定义一个继承而来的非虚拟函式 条款38：绝对不要重新定义一个继承而来的预设参数值 条款39：避免在继承体系中做 cast down（向下转型）的动作 条款40：透过 layering（分层技术）来模塑 has-a 或 is-implemented-in-terms-of 的关 系 条款41：区分 inheritance 和 templates 条款42：明智地运用 private inheritance（私有继承） 条款43：明智地运用多重继承（multiple inheritance，MI） 条款44：说出你的意思并了解你所说的每一句话 第七章：杂项讨论（Miscellany） 条款45：知道 C++（编译器）默默为我们完成和呼叫哪些函式 条款46：宁愿编译和联结时出错，也不要执行时才错 条款47：使用 non-local static objects 之前先确定它已有初值 条款48：不要对编译器的警告讯息视如不见 条款49：尽量让自己熟悉 C++ 标准程式库 条款50：加强自己对 C++ 的了解 ------------------------------------------------------------------- fig2 【基本资料】 书名：More Effective C++ : 35 New Ways to Improve Your Programs and Designs 作者：Scott Meyers 出版：Addison Wesley, 0-201-63371-X, 1996 定价：未标示 页数：318 继 Effective C++ 之後，Scott Meyers 於 1996 推出这本 「续集」。条款变得比较少，页数倒是多了一些，原因是 这次选材比「第一集」更高阶，尤其是第五章。Meyers 将 此章命名为技术（Techniques），并明白告诉你，其中都是 一些 patterns，例如 virtual ctors、smart pointers、 reference counting、proxy classes，double dispatching… 等等。这一章的每个条款篇幅都在 15~30 页之谱，实在让人有 「山穷水尽疑无路，柳暗花明又一村」之叹。 虽然出版年代稍嫌久远，本书并没有第二版，原因是当其 出版之时（1996），C++ Standard 已经几乎定案，本书 即依当时的标准草案而写。其间与现今之 C++ 标准规格 几乎相同。可能变化的几个弹性之处，Meyers 也都有所 说明与提示。读者可以连结作者提供的网址，看看上下两集 的勘误与讨论（数量之多，令人惊恐。幸好多是技术讨论 或文字斟酌，并没有什麽重大误失）。 本书第一页列有它所获得的赞誉。对於读者，这是一份值得参考 的资料，我试着把它们译为中文，条列於下： ※这是一本多方面发人深省的 C++ 书籍：不论在你偶尔用到的 语言特性上，或是在你自以为十分熟悉的语言特性上。只有深刻 了解 C++ 编译器如何解释你的码，你才有可能以 C++ 语言写出 稳健强固的软体。本书是协助你获得此等层级之了解过程中， 一份极具价值的资源。读过本书之後，我P觉像是浏览了 C++ 程式大师所检阅过的码，并获得许多极具价值的洞见。 - Fred Wild, Vce President of Technology, Advantage Software echnologies ※本书内含大量重要的技术，这些技术是撰写优良 C++ 程式所 不可或缺的。本书解释如何设计和实作这些观念，以及潜伏在 其他某些替代方案中的陷阱。本书亦含晚近加入之 C++ 特性的 详细说明。任何人如果想要好好地运用这些新特性，最好买一本 并且放在随手可得之处，以备查阅。 - Chrisopher J. Van Wyk, Professor Mahematics and Computer Science, Drew University ※这是一本具备工业强度的最佳书籍。对於已经阅读过 Effetive C++ 的人，这是完美的续集。 - Eric Nagler, ++ Instructor and Author, Univesity of California Santa Cruz Extension ※More Effective C++ 是一本无微不至而且价值不扉的书籍， 是 Scott 第一本书 Effective C++ 的续集。我相信每一位 专业的 C++ 软体开发人员都应该读过并记忆 Effective C++ 和 More Effective C++ 两本书内的各种招式，以及其中重要 （并且有时候不可思议）的语言面向。我强烈推荐这两本书给 软体开发人员、测试人员、管理人员…，每个人都可以从 Scott 专家级的知识与卓越的表达能力中获益。 - Steve Burkett, Software Consutant 以下列出 More Effective C++ 的各个条款（我试着译为中文）， 一方面让这篇书评的实用性更高一些，一方面就让这些条款标题 直接彰显它们的价值吧。 第一章：基础议题（Basics） 条款1：仔细区别 pointers 和 references 条款2：最好使用 C++ 转型运算子 条款3：绝对不要以 polymorphically（多型）方式来处理阵列 条款4：非必要不使用 default constructor 第二章：运算子（Operators） 条款5：对自定的型别转换函式保持警觉 条款6：区别 increment/decrement 运算子的前序（prefix）和後序（postfix）型式 条款7：千万不要多载化 &&, ||, 和 , 运算子 条款8：了解各种不同意义的 new 和 delete 第三章：异常情况（Exceptions） 条款9：利用 destructors 避免遗失资源 条款10：在 constructors 内阻止资源的遗失（resource leaks） 条款11：禁止异常讯息（exceptions）流出 destructors 之外 条款12：了解「丢出一个 exception」与「传递一个参数」或「呼叫一个虚拟函式」之间的 差异 条款13：以 by reference 方式捕捉 exceptions 条款14：明智运用 exception specifications 条款15：了解异常处理（exception handling）的成本 第四章：效率（Efficiency） 条款16：谨记 80-20 法则 条款17：考虑使用 lazy evaluation 条款18：分期摊还预期的计算成本 条款19：了解暂时性物件的来源 条款20：协助完成「传回值最佳化（RVO）」 条款21：利用多载化技术（overload）避免隐式型别转换 条款22：考虑以运算子的复合型式（op=）取代其独身型式（op） 条款23：考虑使用其他程式库 条款24：了解 virtual functions、multiple inheritance、virtual base classes、 runtime type identification 所需的成本 第五章：技术（Techniques，又称 Idioms 或 Pattern） 条款25：将 constructor 和 non-member functions 虚拟化 条款26：限制某个 class 所能产生的物件数量 条款27：要求（或禁止）物件产生於 heap 之中 条款28：Smart Pointers（精灵指标） 条款29：Reference counting（参用计数） 条款30：Proxy classes（替身类别、代理人类别） 条款31：让函式根据一个以上的物件型别来决定如何虚拟化 第六章：杂项讨论（Miscellany） 条款32：在未来时态下发展程式 条款33：将非尾端类别（non-leaf classes）设计为抽象类别（abstract classes） 条款34：如何在同一个程式中结合 C++ 和 C 条款35：让自己习惯使用标准的 C++ 语言 ------------------------------------------------------------------- fig3 【基本资料】 书名：Exceptional C++ : 47 Engineering Puzzles, Programming Problems, and Solutions 作者：Herb Sutter 出版：Addison Wesley, 0-201-61562-2, 1999 定价：US$ 33.95 页数：206 相较於前两本威名远播的老大哥，这本小书不但资历浅，作者 也似乎不是那麽有名。真的不那麽有名吗？未必，这要 看你熟悉哪个领域，在哪个领域活动而定。本书内容源自极受 欢迎的 C++ 网际网路节目 Guru of the Week，作者 Herb Sutter 正是这个网路节目的创办者，同时也是 C++ Report 的专栏作家，以及网际网路讨论群 comp.lang.c++.moderated 的创始主持人。 本书的一个最大特色是，以实例进行的方式，告诉你如何 以标准 C++ 进行软体工程。书中所列的实例，有些是 棘手的 C++/OOP 疑难杂症，有些展示稳健强固且具扩充性的程式码。 只需数分钟时间，你便可以拿书中一些 C++ 设计问题和 实作问题来挑战自己并且获得乐趣（是的，每个问题都有一个难度评分）。 每一个实例，都可以测验你的观念正确与否。书中许多主题与 Effective C++ 和 More Effective C++ 的条款相互辉映， 一个实例之中可能隐含了 Meyers 两本书的数个条款的运用。 顺带一提，这本书有老大哥 Scott Meyers 写序推荐。 以下列出 Exceptional C++ 的各个条款（我试着译为中文）， Sutter 下标题的方式不像 Meyers 那麽具有实用性。不过， 这些标题大略呈现了本书的方向，所以，还是让它们自我说明吧。 第一章：泛型程式设计与 C++ 标准程式库 条款1：Iterators（泛型指标） 条款2：无分大小写的字串 之一 条款3：无分大小写的字串 之二 条款4：将泛型容器（Generic Containers）的重用性扩张至最大 之一 条款5：将泛型容器（Generic Containers）的重用性扩张至最大 之二 条款6：暂时物件 条款7：使用标准程式库（再谈暂时物件) 第二章：Exception-Safety（异常情况下仍然安全）的主题与相关技术 条款8： 撰写 Exception-Safe 程式码 之一 条款9： 撰写 Exception-Safe 程式码 之二 条款10：撰写 Exception-Safe 程式码 之三 条款11：撰写 Exception-Safe 程式码 之四 条款12：撰写 Exception-Safe 程式码 之五 条款13：撰写 Exception-Safe 程式码 之六 条款14：撰写 Exception-Safe 程式码 之七 条款15：撰写 Exception-Safe 程式码 之八 条款16：撰写 Exception-Safe 程式码 之九 条款17：撰写 Exception-Safe 程式码 之十 条款18：程式码复杂度 之一 条款19：程式码复杂度 之二 第三章：Class 的设计与继承 条款20：Class 技术 条款21：改写（Overriding）虚拟函式 条款22：Classes 之间的关系 之一 条款23：Classes 之间的关系 之二 条款24：使用/禁用 继承（Inheritance） 条款25：物件导向程式设计 第四章：编译器防火墙（Firewalls）及 Pimpl Idiom 条款26：将编译时期的依存性最小化 之一 条款27：将编译时期的依存性最小化 之二 条款28：将编译时期的依存性最小化 之三 条款29：编译防火墙（Compilation Firewalls） 条款30：The "Fast Pimpl" Idiom 第五章：名称查询（Name Lookup）、命名空间（Namespaes）、介面准则（Interface Principle） 条款31：名称查询与介面准则 之一 条款32：名称查询与介面准则 之二 条款33：名称查询与介面准则 之三 条款34：名称查询与介面准则 之四 第六章：记忆体管理 条款 35：记忆体管理 之一 条款 36：记忆体管理 之二 条款 37：auto_ptr 第七章：陷阱、易犯错误与反常作法 条款 38：物件识别（Object Identity） 条款 39：自动转换（Automatic Conversions） 条款 40：物件寿命（Object Lifetimes）之一 条款 41：物件寿命（Object Lifetimes）之二 第八章：杂项主题 条款 42：变数的初始化 条款 43：常数性的正确性（Const-Correctness） 条款 44：转型（Casts） 条款 45：真假值（bool） 条款 46：转呼叫（Forwarding）函式 条款 47：控制流程（Control Flow） ●结语 理论与实务的结合，是每一位资讯从业人员希望达到的目标。 过多的照本宣科，过少的实务经验（真正有价值的实务经验）， 却是目前资讯相关书籍的普遍写照。 Effective C++，More Effective C++, 和 Exceptional C++， 这三本书不仅在实务面上提出极为宝贵的准则，并以 丰富而紮实的理论基础，深入解释每一条准则背後的来龙去脉。 可以相当程度地提昇你的 C++ 程式技术与 OO 设计思维。 着名的语言专家 Benjamin Whorf 曾说：『语言可以塑造人类 思考的方式，并决定人类思考的内容』。使用 C++ 语言， 绝不仅只於使用 C++ 编译器（很多人确是如此 — 虽然他们不自觉）； 重要的是运用隐含於语意之中的物件导向（Object Oriented）观念 与泛型（Genericity）观念，在软体设计阶段便创造出一个 有弹性、易修改、适用未来时态的架构。 对於物件导向领域的生手，这三本书可以给你一个震憾教育， 让你知道过去的写作是多麽地不严谨、观念是多麽地不成熟。 或许这套书会促使很多自以为是的读者谦卑地认知自我的不足， 并谦卑地终於知道什麽是井蛙、河鱼和燕雀。 至於物件导向个中老手，是的，这三本书为你整理出多年打滚 所获的宝贵心得，佐以深度的学理探讨，必然让你有相见恨晚之叹。 -- the end  -- ※ Origin: 枫桥驿站<bbs.cs.nthu.edu.tw> ◆ Mail: [email protected]