由于C++已经遗忘得差不多了，我翻起了最新初版的C++ Primer，打算深入了解一下C++这一门语言。C++ Primer第五版可谓是“重构”过的，融合了C++11的标准，并将它们全部在书中列举了出来。

在学习的过程中，我会把C++与Java、C#等纯面向对象的语言进行对比，中间的一些感悟，仅仅代表个人的意见，其中有对有错，也可能会存在一些争议。

差不多翻完了整本Primer C++，并了解完C++11标准后，我有了如下感慨：C++是一门灵活、强大、效率低下的语言。

所谓的“灵活”、“强大”，是指与Java、C#相比，而“效率低下”是指相对于C#、Java的开发效率，而不是程序的运行效率。同时，C++“约定俗成”了许多规则，这些规则难以全部记下来，因此在编程的时候手边最好有一本C++的手册。

我列举几个C++灵活的地方：

1、操作符重载，拷贝控制，隐式转换等

在C++中，几乎所有的操作都可以被重载，例如+、-、new、delete等，哪怕你使用=赋值，其实都是在运行一个函数。如果你没有定义这样的函数，则编译器会使用它的合成版本（也就是默认版本）。默认版本的拷贝其实就是把成员的值拷贝，如果成员是一个指针，则仅仅拷贝地址。举例说明，如果有一个A类的实例a，成员中含有一个指针ptr，当用默认版本进行拷贝后，如A b = a;，那么b和a中的ptr指向的是同一个地址，如果a、b其中之一，ptr所指向的对象被析构了，那么当析构另外一个对象的时候就会发生错误（C++ Primer 第五版，P447），所以，需要析构的对象也需要一个拷贝和赋值的操作。

上述的例子说明了，作为类的设计者，你必须要把所有的情况考虑清楚，要对它的内存分配了如指掌，否则你设计出来的类很可能会有问题。

另一个例子是隐式转换，诸如std::string str = "hello"，它把C风格的const char*转换为了std::string，这种转换在我们的理解中是很直接的，但是有时候，这种转换不仅难以理解，还会造成二义性导致编译无法通过。

在我看来，操作符的重载对于一门语言不是必要的。在C++中我们可以轻易地想到两个std::string相加相当于连接两个字符串，而在Java、C#中，是禁止重载运算符的（C#中有个例外，就是它默认重载了String类的+），原因我猜想可能是防止程序结构太过于混乱。事实上，我是不太习惯于重载过多运算符，除非必须要重载（例如使用map类时，必须要重载<），因为它确实会增加阅读代码的难度。举例说明，我想在C++和C#（或Java）中分别构造一个类，它们拥有“加法”运算符，在C++中可能是这样：

class CanAdd{
public:
    int value;
    CanAdd& operator + (const CanAdd a){
        value += a.value; return *this;
    }
};

abstract class ICanAdd{
	int value;
	abstract ICanAdd add(ICanAdd item);
}

class CanAdd extends ICanAdd{
	public ICanAdd add(ICanAdd item){
		value += item.value;
		return this;
	}
}

另外，过分使用重载符的意义是比较含糊的，例如std::cout << std::endl;，cout是std命名空间的一个成员，但是endl却是std中的一个函数，我个人认为如果一个程序中充斥着这样的“约定俗成”的运算符，会过于难以理解。

2、指针、值、引用及多态性

C++的困难之处在于它的内存管理。在C#和Java中，有完善的垃圾回收机制，除了基本类型（以及C#中的struct），传递的方式都是引用（C#中也可以将一个值类型变量来引用传递）。不同的符号，如*、&在不同的位置有不同的含义，而且是很容易混淆的。例如：instance*t，它到底是表示instance乘以t，还是表示一个指向instance类的指针t呢。这一点在模板中尤为明显，对于包含域运算符的类型，一定要加上typename，例如typename CLASS ::member，因为编译器不知道member是一个类型还是一个成员变量。

左值引用、右值引用、值传递、引用传递是对编程人员提出的大挑战，当我们用decltype、auto、const等关键字时尤为明显。例如有语句int a，则decltype(a)返回的类型是int，而decltype((a))返回的类型是int&，这些规则，只能在实战中慢慢记忆。

C++在定义变量的时候，和C#、Java不同。例如已经定义好了一个类A，在C++中，A a;表示，a已经被定义（已经被分配好了空间），如果你只想声明它，要么是extern A a;，要么就是A* a;。在C#、Java中，A a;永远是声明，除非你用了A a = new A()，表示a已经被实例化。使用未被实例化的变量会引发异常。

C++虽然是一门“面向对象”的语言，但是我们却不能直接进行“面向对象”来操作它。举例如下：

#include 
  
   
using namespace std;

class Base {
public:
    virtual void Call(){
        std::cout << "Base func called" << std::endl;
    }
};

class Derived : public Base {
public:
    void Call(){
        std::cout << "Derived func called" << std::endl;
    }
};

void call(Base b){
    b.Call();
}

int main(int argc, const char * argv[])
{
    Base base;
    Derived derived;
    call(base);
    call(derived);
    return 0;
}

  

Base func called
Base fund called

根据多态的原则，call函数调用了成员函数Call，为什么对于derived对象，仍然调用的是基类的Call呢？原因是，C++的多态性只体现在引用和指针上：当你传入一个derived给call时，其实编译器是按照Base的拷贝构造函数拷贝了一个参数b，则b的类型是Base，那么再调用b.Call()，调用的肯定是Base.Call了。为了防止Base调用拷贝构造函数，我们给call传的参数，要么是Base&，要么是Base*。如果我们要使用“多态”，那么对象必须是引用或指针，因为给它们赋值不会触发拷贝构造。

3、接口与多重继承