效率

C++可以书写高效率的程序，但是对于原以存在的效率问题无能为力，若要实现高效率的C++程序，首先要求写出一个高效的程序。
产生和销毁过多的对象是会降低程序的性能的。

谨记80-20原则

软件的整体性能是有构成要素的很小的一部分决定的。（二八原则）
为了找到限制瓶颈的20%，必须要借助程序分析器，用该分析器去定性的测量你所关心的资源，如内存、运行时间。 在分析时可以加入二分法的思维步步逼近问题点所在的区间
使用分析器时，一定要注意使用的测试数据（用来分析你所关注资源的数据）产生的结果一定要是可以重现的，并且一定要尽可能多的数据

我的一个真实实例
问题：程序在删除配置文件后，首次启动会非常慢，
首先我想到的是在多台电脑上复现，确定是否是电脑慢原因导致（否）
后来就将启动过程中步骤耗费的时间打印出来，最后确认是复制大文件时导致。

考虑lazy-evaluation（缓式评估）

最好的运算就是从未被执行的运算。所谓lazy-evaluation指的是：知道某些运算结果刻不容缓的被需要时才运算；如果一直未达到刻不容缓的时候，则不计算。
lazy-evaluation（缓式评估）四个用途

引用计数 std::string的拷贝构造函数，在仅是读内存时，并未给拷贝构造出来的对象分配空间，通过引用计数，读内存，当修改时才会分配内存。
区分读或写
缓式取出
当需要的时候再读取
表达式缓评估
知道需要读取结果时才计算所需要的那项。
如果计算非必要，那么lazy-evaluation可以节省工作或事件，但如果计算为必要，则不仅会减慢程序，同时增加内存用量，毕竟要处理为lazy-evaluation而设计的数据结构。

分期摊还预期的时间成本

超前进度的做“要求以外”的更多工作，此背后的哲学时超急评估(over-eager evaluation)。
预期程序常常会用到某项计算，可以将数据提前计算出来，随用随取，则会在用时降低每次计算的成本，此即为超前预估。

iterator本身是对象，所以并不保证->操作符可用，但是stl明确表明“.”和“*”对于iterator必须有效，则可以通过（*iter）.操作iter指代的对象
3. 缓存可以分期摊还预期计算的成本，预先取出则是另一种方法。 > 预先取出的案例：取用内存时一般取一大块内存、动态数组扩容已2倍原有内存的方式扩充内存。 4. 无论缓存还是预先取出的方法来实现分期摊还预期计算的时间成本，都需要更大的缓存，即空间换时间。 5. 重要：

如果必须支持某项运算且其结果并不总是需要的时候，lazy-evaluation可以改善程序效率。
如果必须支持某项运算且结果总是被需要，或其结果总是多次被需要的时候，over-eager evaluation可以改善效率。

了解临时对象的来源

临时对象为不可见——不会在代码中可见，只要产生non-heap object而没有命名，便产生一个临时对象

产生此等匿名对象的通常有两种情况：

隐式类型转换以求函数可以调用成功//编译器生成临时对象，该对象传递给被调用的函数
函数返回对象
C++禁止为non-const reference参数生成临时变量，但是reference to cosnt则不会。
针对返回对象的情况可以通过+=消除这份成本，还有返回值优化。
重要：

任何时候看到reference-to-const参数，就极有可能会一个临时对象产生出来绑定到该参数
任何时候只要你看到函数返回一个对象，就会产生临时对象。

协助完成返回值优化

如果函数一定得以by-value方式返回对象，你绝对无法消除它，以传址、传指针均不能有效避免。
返回值优化的背景知识为:C++允许编译器将临时变量优化，使他们不存在。所以通过调用构造函数来产生匿名的临时变量，给予编译器优化的机会。

const Rational operator*(const Rational& lhs,const Rational& rhs)
{
    return Rational(lhs.num*rhs.num, lhs.den*rhs.den);
}

利用重载(overload)技术避免隐式类型转换（implicit type conversions）

每个重载操作符必须获得至少一个用户定制类型的自变量
运算时为匹配操作符，会发生隐式类型转换，此时会产生临时变量，为消灭临时变量的创建和销毁的成本，可以通过重载操作符，消除类型转换。
避免产生临时对象不仅局限于操作符，char*和string也类似于此。
重载解决的是由于隐式转换带来的生成临时变量的成本问题。
总结：

由于隐式类型转换过程中会产生临时变量，而生成临时变量的过程会有构造、析构的成本；为了降低成本，需要取消隐式转换，而取消隐式转换的技术方案为重载

考虑以操作符复合形式（op=）取代其独身形式（op）

例如，以+=代替+

要确保操作符的符合形式和独身形式之间的自然关系能够存在，一个很好的方式是以复合形式为基础实现独身形式。

class Rational
{
public:
    Rational& operator+=(cosnt Rational& rhs);

    const Rational operator+(cosnt Rational& lhs,cosnt Rational& rhs)
    {
        return Rational(lhs)+=rhs;//以复合形式实现独身形式，该形式可以应用编译器的返回值优化
    }
}

效率相关问题

操作符复合形式比独身形式效率更高，因为独身形式通常必须返回一个新对象，所以独身形式必须负担临时对象的构造、析构成本；而复合形式直接将结果写入左端自变量，无需临时变量。
同时提供复合形式和独身形式，便允许代码的用户在便利性和效率之间做出取舍。（复合形式效率高，独身形式便利性高）。同时，通过复合形式实现独身形式，可以保证客户从某种选择切换为另一种选择时，操作语法仍然保持不变。
匿名对象总比命名对象更容易消除。当面临命名对象或临时对象的抉择时，最好选择临时对象。

考虑使用其他程序库

两个程序库提供类似机能，却有着不同的性能表现。例如iostream和stdio。
不同程序库即使提供类似机能，也往往表现出不同的性能取舍策略，所以一旦找出程序的瓶颈，应该思考是否可能因为改用另一个程序库而移除那些瓶颈。

了解virtual function、multiple inheritance、virtual base classes、runtime type identification的成本

当一个虚函数被调用，执行代码必须对应于“调用者对象的动态类型”。编译器通过虚函数表和虚函数指针来提供这样的行为。
虚函数表是由“虚函数指针”架构而成的数组。程序中的每个class凡是声明或继承虚函数均有自己的虚函数表。而虚函数表中的条目就是class的各个虚函数实现体的指针。而非虚函数——包括必定是非虚函数的构造函数——会像一般的C函数一样实现，所以他们的使用无特殊性能考虑。
凡是拥有虚函数的class均需有虚函数表空间，其大小视虚函数的个数而定。每个class应该只有一个虚函数表，当这样的类很多时或者类中有很多虚函数时，虚函数表们占用的空间也不少。
虚函数不要被声明为内联（inline）。
虚函数表指针用于指定每个对象对应于那个虚函数表。凡是有虚函数的类，其对象含有一个隐藏的data member，用于指向该类的虚函数表，这个隐藏的data member ——所谓的虚函数指针——被编译器加入到对象内的某个编译器才知道的位置。
拥有虚函数的对象内付出“一个额外指针”的代价（空间代价）。较大的对象意味着很难塞入一个缓存分页或虚拟内存页中，意味着需要更多的翻页活动
虚函数的调用流程：依据对象的虚函数表指针找到虚函数表，在虚函数表中找到函数地址；调用之。所以虚函数的调用成本和“通过函数指针调用函数”一样。
虚函数的真正成本发生于运行期和inline互动的时候。虚函数放弃了inline。背后原因：inline是在编译期将调用端的调用动作被调用函数的函数本地取代，而虚函数需要在运行时期才知道那个函数被信用。所以使用virtual意味着放弃了inline。当然，如果虚函数通过对象调用是可以inlined的。
多重继承往往导致“虚拟基类”的需求。在非虚拟基类中，派生类在若在基类中有多条继承路径，则基类的data members会在每个派生类对象体内复制滋生。每个副本对应的派生类和基类之间有一条继承路线。让基类成为virtual，则避免复制，而是通过指针指向“virtual base class成分”，消除复制行为，对象体内可能出现多个这样的指针，即虚基类会导致对象内隐藏指针增加。
运行期类型辨识（RTTI）使我们可以在运行期获得对象和类的相关信息，这些信息被保存在type_info的对象内，通过typeid操作符可以获得相应的type_info对象。C++规范说明，只有当某种类型至少有一个虚函数，才保证我们能够检验该类型对象的动态类型。
RTTI的空间成本就是只需要在虚函数表内增加一个条目，再加上每个类所需的一份type_info对象的空间。

more effective C++ 效率

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