在《C Core Guidelines 解析》中，C 專家講師 Rainer Grimm提煉出了Core Guidelines中的精髓，去除了晦澀難懂的內容，分享了新的見解和背景，並提供了自己培訓課程中經過充分測試的示例。
對於使用 C 11 及後續版本 C 的有經驗程序員，Grimm 能為他們提供幫助，使其用好Core Guidelines。他的大部分代碼示例是為 C 17 編寫的，在合適的地方涵蓋了更新版本和 C 20，並提供了對官方 C Core Guidelines在線版本的引用。
無論你是創建新軟件還是改進舊代碼，Grimm 都將幫助你從Core Guidelines裡最有用的規則中獲取更多價值，使你編寫的代碼更安全、更清晰、更高效，以及更易於維護。
* 應用Core Guidelines和其中的編程哲學
* 正確使用接口、函數、類、枚舉、資源、表達式和語句
* 優化性能，實現並發和並行，處理錯誤
* 有效地使用常量、不可變性、模板、編程
* 改進C 代碼風格，管理源文件，使用標準庫

目 錄
第1 章 簡介     1
1.1 目標讀者群      1
1.2 目的      1
1.3 非目的     2
1.4 施行      2
1.5 結構      2
1.6 主要部分    2
第2 章 理念     5
第3 章 接口    11
3.1 非 const 全局變量的弊端     12
3.2 運用依賴注入化解     13
3.3 構建良好的接口    15
3.4 相關規則    19
第4 章 函數    21
4.1 函數定義    21
4.2 參數傳遞：入與出     25
4.3 參數傳遞：所有權語義   30
4.4 值返回語義      33
4.5 其他函數    36
4.6 相關規則    41
第5 章 類和類層次結構      43
5.1 概要規則    44
5.2 具體類型    47
5.3 構造函數、賦值運算符和析構函數    48
5.4 類層次結構      81
5.5 重載和運算符重載     97
5.6 聯合體    104
5.7 相關規則      107
第6 章 枚舉    109
6.1 通用規則      109
6.2 相關規則      114
第7 章 資源管理      115
7.1 通用規則      116
7.2 內存分配和釋放   120
7.3 智能指針      124
7.4 相關規則      135
第8 章 表達式和語句       137
8.1 通用規則      138
8.2 聲明     139
8.3 表達式    155
8.4 語句     166
8.5 算術     171
8.6 相關規則      176
第9 章 性能    177
9.1 錯誤的優化     177
9.2 錯誤的假設     178
9.3 啟用優化      181
9.4 相關規則      190
第10 章 並發        191
10.1 通用規則     191
10.2 關於並發     202
10.3 關於並行     220
10.4 消息傳遞     223
10.5 無鎖編程     227
10.6 相關規則     229
第11 章 錯誤處理      231
11.1 設計    232
11.2 實現    233
11.3 如果不能拋出異常   238
11.4 相關規則     241
第12 章 常量和不可變性     243
12.1 使用 const     243
12.2 使用 constexpr    247
第13 章 模板和泛型編程     249
13.1 關於使用     250
13.2 關於接口     252
13.3 關於定義     265
13.4 層次結構     276
13.5 變參模板     277
13編程      281
13.7 其他規則     302
13.8 相關規則     311
第14 章 C 風格編程       313
14.1 完整的源代碼可用   314
14.2 沒有完整的源代碼   315
第15 章 源文件       319
15.1 接口和實現文件    319
15.2 命名空間     325
第16 章 標準庫       331
16.1 容器    331
16.2 文本    337
16.3 輸入和輸出    343
16.4 相關規則     349
第17 章 架構觀念      351
第18 章 偽規則和誤解      355
第19 章 規格配置      363
19.1 Pro.type 類型安全    363
19.2 Pro.bounds 邊界安全  364
19.3 Pro.lifetime 生存期安全     364
第20 章 Guidelines 支持庫    365
20.1 視圖    365
20.2 所有權指針    366
20.3 斷言    366
20.4 實用工具     367
附錄A 施行 C Core Guidelines    369
附錄B 概念     375
附錄C 契約    379

前 言
本前言隻有一個目的：給你——親愛的讀者，提供必要的背景，以便你從本書中獲得最大的收獲。這包括我的技術細節、寫作風格、寫這本書的動機以及寫這樣一本書的挑戰。
慣例
我保證，隻有幾個慣例。
規則還是指導原則
C Core Guidelines 的作者經常把這些指導原則稱為規則。我也一樣。在本書中，我使用的這兩個術語可以互換。
特殊字體
粗體 有時我用粗體字強調重要的術語。
Monospace 代碼、指令、關鍵詞、類型、變量、函數和類的名稱都用等寬字體顯示。
方框
每一章的結尾處基本都有方框，裡面用點列表進行總結。
相關規則
一個規則常常會與其他規則相關。如果有必要，我會在一章的末尾提供這些有價值的信息。
本章精華
重要
在每一章的結尾處獲得基本信息。
源代碼
我不喜歡 using 指令和聲明，因為它們隱藏了庫函數的來源。但由於頁面的空間有限，有時我還得用一下它們。我使用它們時，總是可以從 using 指令（using namespace std;）或 using 聲明（using std::cout;）中推斷出來源。並非所有頭文件都會在代碼片段中標出來。布爾值會顯示為 true 或 false，產生此輸出所必需的輸入/輸出操作符 std::boolalpha 大多不放在代碼片段中。
代碼片段中的3 個點（...）代表沒寫出的代碼。
當我把完整的程序作為代碼實例介紹時，你會在代碼的第一行找到源文件的名稱。
假設你使用的是 C 14 編譯器。如果這個例子需要 C 17 或 C 20 的支持，我會在文件名後面提到所需的 C 標準。
我經常在源文件中使用“// (1)”之類的標記，以便後續解釋。如果可能的話，我把標記寫在引用的那一行；如果不行，就寫在前面一行。這些標記不是本書中一百多個源文件的一部分（源文件可通過掃描本書封底二維碼獲取）。由於排版上的原因，我經常會對本書中的源代碼進行調整。
當我使用 C Core Guidelines 中的例子時，經常為了提高可讀性而進行重寫：如果缺少 namespace std，我會加上；我也會統一格式。
為什麼需要指導原則
下面是些主觀的結論，主要基於我超過 15 年的 C 、Python 和一般軟件開發的培訓師經驗。在過去幾年裡，我負責有關除顫器的軟件研發以及團隊管理。我的職責包括我們設備的合規事務。為除顫器編寫軟件的任務極具挑戰性，因為它們可能給病人和操作者帶來死亡或嚴重傷害。
我心中有一個問題，它也是我們C 社區需要回答的問題：為什麼我們需要現代C 的指導原則？下面是我的想法。為了簡單起見，我的想法包括三個方面。
對新手來說很復雜尤其對於初學者來說，C 是一種天然復雜的語言。這主要是因為我們要解決的問題本來就很棘手，而且往往很復雜。當你講授 C 時，你應該提供一套規則，它們在至
少 95% 的用例中對你的學員有效。我想到的規則包括：
● 讓編譯器推斷你的類型。
● 用花括號初始化。
● 優先選擇任務而不是線程。
● 使用智能指針而不是原始指針。
我在培訓班上講授諸如上面的規則。我們需要一個關於 C 的上佳實踐或規則的全集。這些規則應該是正面表述的，而不是否定式的。它們得聲明你應該如何寫代碼，而C Core Guidelines 解析不是應該避免什麼問題。
對專業人士來說很困難我並不擔心每三年一次的新 C 標準所帶來的大量新功能。我擔心的是現代 C 支持的新思想。想想使用協程的事件驅動編程、惰性求值、無限數據流或用範圍庫進行函數組合。想想概念，它為模板參數引入了語義類別。向 C 程序員傳授面向對像的思想的過程可能會充滿挑戰。因此，當你轉向這些新的範式時，必須重新思考，你解決編程難題的方式也多半會改變。我想，過多的新思想尤其會讓專業的程序員感到不知所措，他們習慣於用傳統技術解決問題。他們很可能會落入“手裡拿著錘子，所有問題都是釘子”這樣的陷阱。
用在安全關鍵型軟件中最後，我有個強烈的擔憂。在安全關鍵型軟件的開發中，你經常必須遵守一些規則。
最突出的是 MISRA C 。目前的 MISRA C : 2008 指導原則是由汽車工業軟件可靠性協會（MISRA）發布的。它們基於 1998 年的 MISRA C 指導原則，最初為汽車行業而設計，後來在航空、軍事和醫療領域成為實施安全關鍵軟件的事實標準。與 MISRA C 一樣，MISRA C 描述了 C 的一個安全子集的指導原則。但是這裡有個概念問題。
MISRA C 並不是現代 C 軟件開發的最先進技術，它落後了4 個標準！舉個例子：MISRA C 不允許運算符重載。我在培訓班上講，你應該使用用戶定義字面量來實現類型安全的算術：auto constexpr dist = 4 * 5_m 10_cm - 3_dm。為了實現這種類型安全的算術，你必須對算術運算符和後綴字面量運算符進行重載。說實話，我不相信 MISRA C 會與當前的 C 標準同步發展。隻有社區驅動的指導原則，如 C Core Guidelines，纔能面對這一挑戰。
MISRA C 集成了AUTOSAR C 14 不過，仍有希望。MISRA C 集成了 AUTOSAR C 14。AUTOSAR C 14 基於C 14，應該會成為 MISRA C 標準的擴展。我非常懷疑由組織驅動的規則是否能夠與現代 C 的動態發展保持同步。
我的挑戰
回顧一下我在 2019 年 5 月與 Bjarne Stroustrup 和 Herb Sutter 討論的電子郵件的基本內容，郵件裡我告訴他們，我想寫一本關於 C Core Guidelines 的書：“我是 C Core Guidelines 的絕對支持者，因為我堅信我們需要現代 C 的正確/安全的使用規則。
我經常在我的C 課程中使用C Core Guidelines 中的例子或想法。Guidelines 的格式讓我想起了 MISRA C 或 AUTOSAR C 14 的規則。這可能是有意為之，但對於廣大受眾來說，它並不是理想的格式。我認為，如果我們用第二份文件描述Guidelines 的總體思路，將會有更多的人閱讀和討論Guidelines。”
我想對之前的這些對話補充一些說明。在過去的幾年裡，我在我的德語和英語博客上寫了一百多篇關於 C Core Guidelines 的文章。此外，我還為德國的Linux-Magazin雜志寫了一繫列關於 C Core Guidelines 的文章。我這樣做的原因有兩個：首先，C Core Guidelines 應該被更多人所熟知；其次，我想以一種可讀的形式介紹它們，如果有必要的話，提供更多的背景信息。
這是我的挑戰：C Core Guidelines 由五百多條指導原則組成，很多時候直接稱為規則。這些規則是在考慮靜態分析的情況下設計的。許多規則對於專業的 C 軟件開發者來說可以救命，但也有許多相當特殊的規則，往往不完整或多餘，有時規則之間甚至相互矛盾。我的挑戰是將這些有價值的規則編成可讀的、可供消遣的故事，去除其中佶屈聱牙之處，必要時填補缺失的內容。說到底，這本書應該包含專業的 C 軟件開發者必須遵守的規則。
萬物流動，無物永駐
古希臘哲學家赫拉克利特有言：“萬物流動，無物永駐。”這也代表了我在寫這本書時面臨的挑戰。C Core Guidelines 是一個由 GitHub 托管的項目，有超過 200 個貢獻者1。在我寫這本書的時候，我所依據的原始條款可能已經發生改變了（見圖a）。
圖a C 各版本新特性
Guidelines 已經包含了 C 的特性，這些特性可能會成為即將到來的標準的一部分，例如 C 23 中的契約2。為了反映這一挑戰，我做了幾個決定：
● 我將重點放在 C 17 標準上。在合適的場合，我會描述針對 C 20 標準的規則，如概念。
1 譯者注：到2022 年年底，貢獻者已經超過了300 人。
2 譯者注：遺憾的是，契約這一特性沒能進入 C 23。
C Core Guidelines 解析
● C Core Guidelines 在不斷演進，特別是隨著新C 標準的發布而演進。本書也將如此。我計劃對這本書進行相應的更新。
如何閱讀本書
本書的結構代表了 C Core Guidelines 的結構。它有相應的主要章節和部分輔助章節。除了 C Core Guidelines 外，我還添加了附錄，這些附錄對缺失的主題進行了簡明扼要的概述，包括 C 20 乃至 C 23 的特性。
至此，我仍然沒有回答如何閱讀本書的問題。當然，你應該從主要章節開始，最好從頭到尾閱讀。輔助章節提供了額外的信息，並特別介紹了Guidelines 支持庫。可將附錄當作參考來獲得所需的背景信息，以便理解主要章節。沒有這些額外的信息，本書就不完整。