Item 26: 只要有可能就推迟变量定义

作者:Scott Meyers

译者:fatalerror99 (iTePub's Nirvana)

发布:http://blog.csdn.net/fatalerror99/

只要你定义了一个带有构造函数和析构函数的类型的变量,当控制流程到达变量定义的时候会使你担负构造成本,而当变量离开作用域的时候会使你担负析构成本。如果有无用变量造成这一成本,你就要尽你所能去避免它。

你可能认为你从来不会定义无用的变量,但是也许你应该再想一想。考虑下面这个函数,只要 password 的长度满足要求,它就返回一个 password 的加密版本。如果 password 太短,函数就会抛出一个定义在标准 C++ 库中的 logic_error 类型的异常(参见 Item 54):

// this function defines the variable "encrypted" too soon
std::string encryptPassword(const std::string& password)
{
  using namespace std;

  string encrypted;

  if (password.length() < MinimumPasswordLength) {
      throw logic_error("Password is too short");
  }
  ...                        // do whatever is necessary to place an
                             // encrypted version of password in encrypted
  return encrypted;
}

对象 encrypted 在这个函数中并不是完全无用,但是如果抛出了一个异常,它就是无用的。换句话说,即使 encryptPassword 抛出一个异常,你也要为构造和析构 encrypted 付出代价。因此得出以下结论:你最好将 encrypted 的定义推迟到你确信你真的需要它的时候:

// this function postpones encrypted's definition until it's truly necessary
std::string encryptPassword(const std::string& password)
{
  using namespace std;

  if (password.length() < MinimumPasswordLength) {
     throw logic_error("Password is too short");
  }

  string encrypted;

  ...                      // do whatever is necessary to place an
                           // encrypted version of password in encrypted
  return encrypted;
}

这一代码仍然没有达到它本可以达到的那样紧凑,因为定义 encrypted 的时候没有任何初始化参数。这就意味着很多情况下将使用它的缺省构造函数,对于一个对象你首先应该做的就是给它一些值,这经常可以通过赋值来完成。Item 4 解释了为什么缺省构造(default-constructing)一个对象然后赋值给它比用你真正需要它持有的值初始化它更低效。那个分析也适用于此。例如,假设 encryptPassword 的核心部分是在这个函数中完成的:

void encrypt(std::string& s); // encrypts s in place

那么,encryptPassword 就可以这样实现,即使它还不是最好的方法:

// this function postpones encrypted's definition until
// it's necessary, but it's still needlessly inefficient
std::string encryptPassword(const std::string& password)
{
  ...                                   // check length as above

  string encrypted;                     // default-construct encrypted
  encrypted = password;                 // assign to encrypted

  encrypt(encrypted);
  return encrypted;
}

一个更可取得方法是用 password 初始化 encrypted,从而跳过毫无意义并可能很昂贵的缺省构造:

// finally, the best way to define and initialize encrypted
std::string encryptPassword(const std::string& password)
{
  ...                                     // check length

  string encrypted(password);             // define and initialize
                                          // via copy constructor

  encrypt(encrypted);
  return encrypted;
}

这个建议就是本 Item 的标题中的“只要有可能(as long as possible)”的真正含义。你不仅应该推迟一个变量的定义直到你不得不用它之前的最后一刻,而且应该试图推迟它的定义直到你得到了它的初始化参数。通过这样的做法,你可以避免构造和析构无用对象,而且还可以避免不必要的缺省构造。更进一步,通过在它们的含义已经非常明确的上下文中初始化它们,有助于对变量的作用文档化。

“但是对于循环会如何?”你可能会有这样的疑问。如果一个变量仅仅在一个循环内使用,是循环外面定义它并在每次循环迭代时赋值给它更好一些,还是在循环内部定义这个变量更好一些呢?也就是说,下面这两个大致的结构中哪个更好一些?

// Approach A: define outside loop   // Approach B: define inside loop

Widget w;
for (int i = 0; i < n; ++i){         for (int i = 0; i < n; ++i) {
  w = some value dependent on i;       Widget w(some value dependent on i);
  ...                                  ...
}

这里我将一个类型 string 的对象换成了一个类型 Widget 的对象,以避免对这个对象的构造、析构或赋值操作的成本的任何已有的预见。

对于 Widget 的操作而言,就是下面这两个方法的成本:

  • 方法 A:1 个构造函数 + 1 个析构函数 + n 个赋值。

  • 方法 B:n 个构造函数 + n 个析构函数。

对于那些赋值的成本低于一个构造函数/析构函数对的成本的类,方法 A 通常更高效。特别是在 n 变得很大的情况下。否则,方法 B 可能更好一些。此外,方法 A 与方法 B 相比,使得名字 w 在一个较大的区域(包含循环的那个区域)内均可见,这可能会破坏程序的易理解性和可维护性。因此得出以下结论:除非你确信以下两点:(1)赋值比构造函数/析构函数对成本更低,而且(2)你正在涉及你的代码中的性能敏感的部分,否则,你应该默认使用方法 B。

Things to Remember

  • 只要有可能就推迟变量定义。这样可以增加程序的清晰度并提高程序的性能。