Скотт Майерс - Эффективное использование C++. 55 верных способов улучшить структуру и код ваших программ
Ранние частичные черновики настоящего издания просматривали: Брайан Керниган, Анжелика Ланджер, Джесси Лачли, Роджер П. Педерсен, Крис Ван Вик, Николас Страуструп и Хендрик Шобер. Просмотр полного текста черновика осуществляли: Леор Золман, Майк Тсао, Эрик Наглер, Жене Гутник, Дэвид Абрахамс, Герхард Креузер, Дросос Коуронис, Брайан Керниган, Эндрю Кримс, Балог Пал, Эмили Джагдхар, Евгений Каленкович, Майк Роз, Энрико Каррара, Бенджамен Берк, Джек Ривз, Стив Шириппа, Мартин Фалленстедт, Тимоти Кнокс, Юн Баи, Майкл Ланцетта, Филип Джанерт, Джудо Бартолуччи, Майкл Топик, Джефф Шерпельтц, Крис Наурот, Нишант Миттал, Джефф Соммерс, Хал Морофф, Винсент Манис, Брендон Чанг, Грег Ли, Джим Михан, Алан Геллер, Сиддхартха Сингх, Сэм Ли, Сасан Даштинежад, Алекс Мартин, Стив Каи, Томас Фручтерман, Кори Хикс, Дэвид Смаллберг, Гунавардан Какулапати, Дэнни Раббани, Джейк Кохен, Хендрик Шубер, Пако Вициана, Гленн Кеннеди, Джефри Д. Олдхам, Николас Страуструп, Мэтью Вильсон, Андрей Александреску, Тим Джонсон, Леон Мэтьюс, Питер Дулимов и Кевлин Хенни. Черновики некоторых отдельных параграфов, кроме того, просматривали Херб Саттер и Аттила Ф. Фехер.
Просмотр сырой (и, возможно, неполной) рукописи – это трудная работа, а наличие жестких сроков только делает ее еще труднее. Я благодарен всем, кто выразил желание помочь мне в этом.
Просмотр рукописи тем более труден, если вы не имеете представления о материале, но не должны пропустить ни одной неточности, которая могла бы вкрасться в текст. Поразительно, что находятся люди, согласные редактировать тексты. Криста Медоубрук была редактором этой книги и сумела выявить немало ошибок, которые пропустили все остальные.
Леор Золман в ходе рецензирования рукописи проверил все примеры кода на различных компиляторах, а затем сделал это еще раз, после того как я внес изменения. Если какие-то ошибки остались, за них несу ответственность я, а не Леор.
Карл Вигерс и особенно Тим Джонсон написали краткий, но полезный текст для обложки.
Джон Вэйт, редактор первых двух изданий этой книги, неосмотрительно согласился снова поработать в этом качестве. Его помощница, Дениз Микельсен, неизменно отвечала приятной улыбкой на мои частые и докучливые замечания (по крайней мере, мне так кажется, хотя лично я никогда с ней не встречался). Джулия Нахил «вытащила короткую соломинку», ей пришлось отвечать за производство этой книги. В течение шести недель она сидела ночами, чтобы выдержать график, не теряя при этом хладнокровия. Джон Фуллер (ее начальник) и Марти Рабинович (его начальница) также принимали непосредственное участие в процессе подготовки издания. Официальные обязанности Ванессы Мур заключались в макетировании книги в программе FrameMaker и создании текста в формате PDF, но она по своей инициативе внесла добавления в Приложение B и отформатировала его для печати на внутренней стороне обложки. Сольвейг Хьюгланд помогла с составлением указателя. Сандра Шройедер и Чути Прасерцит отвечали за дизайн обложки. Именно Чути приходилось переделывать обложку всякий раз, как я говорил «Как насчет того, чтобы поместить эту фотографию, но с полоской другого цвета?». Чанда Лери-Коути совершенно вымоталась, занимаясь маркетингом книги.
В течение нескольких месяцев, пока я работал над рукописью, телевизионный сериал «Баффи – убийца вампиров» помогал мне снять стресс в конце дня. Потребовалось немало усилий, чтобы изгнать говорок Баффи со страниц этой книги.
Кэти Рид учила меня программированию в 1971 году, и я рад, что мы остаемся друзьями по сей день. Дональд Френч нанял меня и Моисея Лежтера для разработки учебных материалов по C++ в 1989 году (что заставило меня действительно изучить C++), а в 1991 году он привлек меня к презентации их на компьютере Stratus. Тогда студенты подвигли меня написать то, что впоследствии стало первой редакцией этой книги. Дон также познакомил меня с Джоном Вайтом, который согласился опубликовать ее.
Моя жена, Нэнси Л. Урбано, продолжает поощрять мое писательство, даже после семи изданных книг, адаптации их для CD и диссертации. Она обладает невероятным терпением. Без нее я бы никогда не смог сделать то, что сделал.
От начала до конца наша собака Персефона была моим бескорыстным компаньоном. К сожалению, в большей части проекта она участвовала, уже находясь в погребальной урне. Нам ее очень не хватает.
Предисловие
Я написал первый вариант книги «Эффективное использование C++» в 1991 г. Когда в 1997 г. настало время для второго издания, я существенно обновил материал, но, не желая смутить читателей, знакомых с первым изданием, постарался сохранить существующую структуру: 48 из оригинальных 50 правил остались по сути неизменными. Если сравнивать книгу с домом, то второе издание было похоже на косметический ремонт – переклейку обоев, окраску в другие цвета и замену осветительных приборов.
В третьем издании я решился на гораздо большее. (Был момент, когда хотелось перестроить заново все, начиная с фундамента.) Язык C++ с 1991 года изменился очень сильно, и цели этой книги – выявить все наиболее важное и представить в виде компактного сборника рекомендаций – уже не отвечал набору правил, сформулированных 15 лет назад. В 1991 году было резонно предполагать, что на язык С++ переходят программисты, имеющие опыт работы с С. Теперь же к ним с равной вероятностью можно отнести и тех, кто раньше писал на языках Java или C#. В 1991 году наследование и объектно-ориентированное программирование были чем-то новым для большинства программистов. Теперь же это – хорошо известные концепции, а областями, в разъяснении которых люди нуждаются в большей степени, стали исключения, шаблоны и обобщенное программирование теми. В 1991 году никто не слышал о паттернах проектирования. Теперь без их упоминания вообще трудно обсуждать программные системы. В 1991 году работа над формальным стандартом C++ только начиналась, теперь этому стандарту уже 8 лет, и ведется работа над следующей версией.
Чтобы учесть все эти изменения, я решил начать с чистого листа и спросил себя: «Какие советы стоит дать практикующим программистам C++ в 2005 году?» В результате и появился набор правил, включенных в новое издание. Эта книга включает новые главы по программированию с применением шаблонов и управлению ресурсами. Фактически шаблоны красной нитью проходят через весть текст, поскольку мало что в современном C++ обходится без них. В книгу включен также материал по программированию при наличии исключений, паттернам проектирования и новым библиотечным средствам, описанным в документе «Technical Report 1» (TR1) (этот документ рассматривается в правиле 54). Признается также тот факт, что подходы и методы, которые хорошо работают в однопоточных системах, могут быть неприменимы к многопоточным. Больше половины материалов этого издания – новые темы. Однако значительная часть основополагающей информации из второго издания остается актуальной, поэтому я нашел способ в той или иной форме повторить ее (соответствие между правилами второго и третьего изданий вы найдете в приложении B).
Я старался по мере сил сделать эту книгу максимально полезной, но, конечно, не считаю ее безупречной. Если вам покажется, что какие-то из приведенных правил нельзя считать универсально применимыми, что есть лучший способ решить сформулированную задачу либо что обсуждение некоторых технических вопросов недостаточно ясно, неполно, может ввести в заблуждение, пожалуйста, сообщите мне. Если вы обнаружите ошибки любого рода – технические, грамматические, типографские, – любые, – напишите мне и об этом. При выпуске следующего тиража я с удовольствием упомяну каждого, кто обратит мое внимание на какую-то проблему.
Несмотря на то что в новом издании количество правил увеличено до 55, конечно, нельзя сказать, что рассмотрены все и всяческие вопросы. Но сформулировать набор таких правил, которых следует придерживаться почти во всех приложениях почти всегда, труднее, чем может показаться на первый взгляд. Если у вас есть предложения по поводу того, что стоило бы включить еще, я с удовольствием их рассмотрю.
Начиная с момента выхода в свет первого издания этой книги, я вел перечень изменений, в котором отражены исправления ошибок, уточнения и технические обновления. Он доступен на Web-странице «Effective C++ Errata» по адресу http://aristeia.com/BookErrata/ec++3e-errata.html. Если вы хотите получать уведомления при обновлении этого перечня, присоединяйтесь к моему списку рассылки. Я использую его для того, чтобы делать объявления, которые, вероятно, заинтересуют людей, следящих за моей профессиональной деятельностью. Подробности см. на http://aristeia.com/MailingList.
Скотт Дуглас Мэйерс
http://aristeia.com/
Стаффорд, Орегон, апрель 2005
Введение
Одно дело – изучать фундаментальные основы языка, и совсем другое – учиться проектировать и реализовывать эффективные программы. В особенности это касается C++, известного необычайно широкими возможностями и выразительностью. Работа на C++ при правильном его использовании способна доставить удовольствие. Самые разные проекты могут получить непосредственное выражение и эффективную реализацию. Тщательно выбранный и грамотно реализованный набор классов, функций и шаблонов поможет сделать программу простой, интуитивно понятной, эффективной и практически не содержащей ошибок. При наличии определенных навыков написание эффективных программ на C++ – совсем не трудное дело. Однако при неразумном использовании C++ может давать непонятный, сложный в сопровождении и попросту неправильный код.
