C++編程規範 5 範圍、模板和C++其他特性

5 範圍、模板和C++其他特性

  5.1  範圍

原則5.1 使用名字空間進行歸類，避免符號衝突

說明：名字空間主要解決符號衝突問題。

樣本：兩個不同項目的全域範圍都有一個類 Foo, 這樣在編譯或運行時造成衝突。如果每個項目將

代碼置於不同名字空間中

    namespace  project1
    {
       class  Foo;
       //…
    }
    namespace  project2
    {
       class  Foo;
       //…
    }
作為不同符號自然不會衝突：project1::Foo 和 project2::Foo。

建議名字空間的名稱採用全小寫，為避免衝突，可採用項目(產品組件)或目錄結構。

用名字空間把整個源檔案封裝起來, 以區別於其它名字空間，但是這些內容除外：檔案包含(include),

全域標識的聲明/定義以及類的前置聲明。

樣本：

    #include "a.h"
    DEFINE_bool(someflag, false, “dummy flag”);
   class C;                 //全域名字空間中類C的前置聲明
    namespace a{class A;}    //a::A 的前置聲明
    //以上代碼就不要放在名字空間b中。
    namespace b
    {
        //b中的代碼…
    } //namespace b

規則5.1 不要在標頭檔中或者#include之前使用using指示符

說明：使用using會影響後續代碼，易造成符號衝突，所以不要在標頭檔以及源檔案中的#include之前

使用using。

樣本：

    //標頭檔a.h
    namespace A
    {
        int f(int);
    }
    //標頭檔b.h
    namespace B
    {
        int f(int);
    }
    using namespace B;
    void g()
    {
        f(1);
    }

    //原始碼a.cpp
    #include “a.h”
    using namespace A;
    #include “b.h”
    void main()
    {
       g();//using namespace A在#include “b.h”之前，引發歧意：A::f，B::f調用不明確
    }

建議5.1 盡量少使用嵌套類

說明：一個類在另一個類中定義，這樣的類被稱為嵌套類。嵌套類是其外圍類的成員，嵌套類也被稱

為成員類。

    class Foo
    {
    private:
        //Bar是嵌套在Foo中的成員類
       class Bar
        {
           //…
        };
    };
跟其它類一樣，嵌套類可以聲明為public、priate和protected屬性，因此，從外部存取嵌套類，遵循

類成員的訪問規則。

一般來說，應該盡量少用嵌套類。嵌套類最適合用來對它們的外層類實現細節建模(如：方便實現鏈表、

容器等演算法)，且在這個類需要訪問外圍類所有成員(包括私人成員)時才使用嵌套類。 不要通過嵌套
類來進行命名分組，應該使用名字空間。

建議5.2 儘可能不使用局部類

說明：定義在函數體內的類稱為局部類。局部類只在定義它的局部域內可見。

局部類的成員函數必須被定義在類定義中，且不能超過15行代碼。否則，代碼將變得很難理解。

建議5.3 使用靜態成員函數或名字空間內的非成員函數，避免使用全域函數

說明：非成員函數放在名字空間內可避免汙染全域範圍。

如果你必須定義非成員函數, 又只是在 .cpp 檔案中使用它, 也可使用static關鍵字 (如 static int

Foo() {...}) 限定其範圍。

建議5.4 避免class類型的全域變數，盡量用單件模式

說明：靜態生存周期的對象, 包括全域變數, 靜態變數, 靜態類成員變數, 以及函數靜態變數, 都必

須是原生資料類型 (POD : Plain Old Data)。

靜態變數的建構函式, 解構函式以及初始化操作的調用順序在C++標準中未明確定義,從而導致難以發

現的 bug。比如範圍結束時，某個靜態變數已經被析構了，但其他代碼還試圖訪問該變數，導致系

統崩潰。所以只允許 POD 類型的靜態變數。同樣，不允許用函數傳回值來初始化靜態變數。

  5.2  模板

模板可以衍生出一系列的類和函數，這是一種形式的代碼複用。但要注意，這種形式的複用是原始碼級

而不是目標代碼級的。也就是說，對模板的每一次執行個體化都會產生一份新的原始碼。與此相反，繼承允

許複用基類的大部分目標代碼。

濫用模板會造成三個後果：第一，代碼規模的過度膨脹；第二，當修改模板時，很難預料是否會對原先

正常工作的代碼造成不良影響；第三，很難確保模板所有可能的合法執行個體化都能正常工作。所以模板的

使用要仔細且有節制。

建議5.5 謹慎使用模板，只使用模板的基礎特性

說明：模板對編譯器的要求很高，當前對模板100%支援的編譯器幾乎沒有，因此，使用前應作測試，

特別是涉及偏特化，模板參數等進階特性時。

模板的錯誤提示比較難懂，產生的錯誤要映射回模板後才能顯示給編程者看，但映射畢竟不是錯代碼

本身，所以有時很難看懂，有時甚至失真，對於人員素質要求也高，增加了維護難度。

建議5.6 注意使用模板的代碼膨脹

說明：模板會為每個類型產生一個執行個體，如果使用不當，會產生過多執行個體，特別是根據常量執行個體化時。

建議5.7 模板類型應該使用引用或指標

說明：執行個體化和參數傳遞複雜類型(結構體，對象)，傳值的代價很高；引用和指標可以提高效率。

建議5.8 模板如果有約束條件，請在模板定義處顯式說明

說明：編譯對模板的檢查較弱，很難保證檢察所有錯誤，因此進行顯式說明可以減少模板使用錯誤。
建議5.9 兩個模組之間介面中盡量不要暴露模板

說明：因為在編譯器最佳化選項開啟的情況下，其編譯的符號為不確定，導致依賴。

  5.3  其他

規則5.2 不要在extern "C"內部使用#include包含其他標頭檔

說明：在C++代碼中調用C的庫檔案，需要用extern "C"來告訴編譯器：這是一個用C寫成的庫檔案，請

用C的方式來連結它們。

嚴格的講，只應該把函數、變數以及函數類型這三種對象放置於extern "C"的內部。

如果把#include指令放在extern "C"裡面，可能會導致extern "C"嵌套而帶來如下幾個風險：

extern "C"嵌套過深，導致編譯錯誤

extern "C"嵌套後，改變其他某些檔案的編譯連結方式

建議5.10 避免使用友元

說明：友元擴大了 (但沒有打破) 類的封裝邊界。友元會導致類間強耦合，打破封裝，暴露出具體實

現，從而使友元和類的實現緊耦合；友元不可繼承，降低可繼承性。

例外：某些情況下, 相對於將類成員聲明為public, 使用友元是更好的選擇, 尤其是你只允許另一個

類訪問該類的私人成員時。

建議5.11 避免使用RTTI

說明：RTTI允許在運行時識別對象的類型。使用RTTI很容易違反“開放封閉原則”。如果要根據派生

類的類型來確定執行不同邏輯代碼, 虛函數無疑更合適，在對象內部就可以處理類型識別問題；如果

要在對象外部的代碼中判斷類型, 考慮使用雙重指派方案, 如訪問者模式，在對象本身之外確定類的

類型。所以，不建議使用RTTI，除非在一些特定場合如某些單元測試中會用到。

建議5.12 使用sizeof(變數)而不是sizeof(類型)

說明：使用 sizeof(varname)，當代碼中變數類型改變時會自動更新。

    struct DATA data;
    memset(&data, 0, sizeof(data));
    memset(&data, 0, sizeof(DATA));  //當data改為其他類型時，出錯。
另外，對數組來說，sizeof(陣列變數) 並不一定是元素的個數，元素個數是sizeof(數組變

量)/sizeof(陣列變數[0])。