Google C++ 風格指南（四）：智慧指標與 C++ 進階特性使用規範

Google 風格核心哲學：安全第一、便利第二、局部化管理

1. 智慧指標：優先 scoped_ptr，特定場景 shared_ptr，禁用 auto_ptr

• 擁有權明確：優先直接以值/區域變數持有物件，無需指標。
• scoped_ptr：單一擁有者，作用域結束自動釋放，**零額外開銷**。
• shared_ptr (C++11 std::shared_ptr)：僅用於 STL 容器共享擁有權，引用計數有效能成本且易循環引用。
• 禁用 auto_ptr：複製語意詭異（所有權轉移），極易誤用。

2. 參考參數：輸入參數用 const T&，輸出參數用 T*

• **強制規定**：函式參數表中所有參考**必須加 const**。
• void Foo(const string& in, string* out);
• 例外：bind2nd/mem_fun 等 STL 配接器不接受參考，須用指標。

3. 函式多載：僅限參數型別不同且功能相同

• 優點：直觀、配合模板、方便呼叫端。
• 缺點：呼叫端難判斷實際呼叫哪個多載；衍生類別部分覆寫易混淆。
• **建議**：函式名包含參數資訊，如 AppendString()/AppendInt() 替代 Append() 多載。

4. 預設參數：禁止使用

• 優點：減少函式定義數量。
• 缺點：呼叫端程式碼隱藏實際傳遞參數；修改預設值影響範圍難控；複製貼上程式碼易遺漏參數。
• **結論**：所有參數明確指定，強制呼叫端思考 API 契約。

5. 變長陣列 (VLA) 與 alloca()：禁止

• 非標準 C++，堆疊配置大小依賴執行期資料，**極易導致難以重現的堆疊溢位**（開發機正常、產品機掛掉）。
• 改用安全配置器：scoped_ptr/scoped_array、std::vector。

6. Friend：合理使用

• 同檔案定義，避免跨檔查找私有成員存取。
• 典型用法：FooBuilder 為 Foo 的 friend 建構內部狀態；單元測試類別為待測類別 friend。
• 優於將成員設為 public 破壞封裝。

7. 異常：禁止使用

• 優點：建構函式失敗唯一處理方式；現代語言共通；第三方庫支援。
• 缺點：控制流難追蹤；需 RAII 支撐；二進位膨脹；既有程式碼無異常安全保證，引入成本極高。
• **決策**：Google 既有程式碼庫無異常處理，為一致性與整合成本考量**全面禁用**。Windows 平台 ATL/STL 例外見第八篇。

8. RTTI：禁止（單元測試除外）

• 需求執行期型別識別通常意味著**設計缺陷**。
• 替代方案：虛擬函式分派、Visitor 模式（雙重分派）。
• 若必須用，三思後用 dynamic_cast，**勿手工實作類 RTTI 機制**。

9. 型別轉換：使用 C++ 風格 static_cast 等，禁用 C 風格

• static_cast：數值轉換、明確向上轉型。
• const_cast：移除 const。
• reinterpret_cast：指標/整數不安全轉換，**極度謹慎**。
• dynamic_cast：僅單元測試允許，其他場合說明設計有問題。

10. I/O 流：僅限日誌介面，其他用 printf/read/write

• 流優點：型別安全、自動建構/解構檔案。
• 流缺點：格式化困難（國際化 %1$s 不支援）、pread 等難實作、<< 重載易誤用（this vs *this）。
• **統一性原則**：專案單一 I/O 風格，選擇 printf 族。

11. 前置遞增/遞減：迭代器/模板型別必用 ++i

後置形式需複製暫存值，迭代器複製成本高。純量型別無差異。

12. const：能用盡用，提倡前置 const int*

• 參數/成員/函式/變數加 const 增加編譯期檢查層級。
• 避免過度：const int * const * const x → const int** x 即可。
• mutable 多執行緒不安全，慎用。

13. 整數型別：僅用 int，確定寬度用 <stdint.h> (int16_t 等)，禁用無號型別表達非負數

• int 至少 32 位，勿假設更大；需 64 位用 int64_t/uint64_t。
• 無號型別陷阱：for (unsigned i=n-1; i>=0; --i) 無限迴圈；型別提升機制導致行為反直覺。
• 用 assert(x >= 0) 保護非負語意，型別用有號整數。

14. 64 位相容性

• printf 格式字串用 PRIuS/PRId64 等巨集（含 inttypes.h）。
• sizeof(void*) != sizeof(int)，指標大小整數用 intptr_t。
• 結構體對齊：磁碟結構體 32/64 位對齊一致，用 __attribute__((packed)) 或 #pragma pack()。
• 64 位常數後綴 LL/ULL。

15. 前處理巨集：慎用，優先內聯函式/常數/列舉

• 巨集使編譯器見程式碼與開發者見程式碼不一致，易產生詭異行為。
• 使用模式：.h 禁定義、用前 #define 用後 #undef、避免名稱衝突、避免不平衡 C++ 結構。

16. 0/NULL/nullptr：整數 0、浮點 0.0、指標 NULL (C++11 nullptr)、字元 '\0'

NULL 像指標，某些編譯器提供有用警告（sizeof(NULL) != sizeof(0)）。

17. sizeof：優先 sizeof(varname)，型別改變自動同步

Struct data; memset(&data, 0, sizeof(data));  // 佳
memset(&data, 0, sizeof(Struct));            // 型別改名易忘記更新

18. Boost 庫：僅允許認可子集

目前允許：Compressed Pair、Pointer Container (除 ptr_array/序列化)。積極評估擴充中。