高品質C++/C程式設計指南(1)–幾條基本語句的使用建議

《高品質C++/C程式設計指南》

林銳編

電子工業出版社

看完書後從網上找到了電子版 略有不同 節選一些章節

電子版地址  http://man.chinaunix.net/develop/c&c++/c/c.htm

 

if語句

    if語句是C++/C語言中最簡單、最常用的語句，然而很多程式員用隱含錯誤的方式寫if語句。本節以“與零值比較”為例，展開討論。

4.3.1布爾變數與零值比較

l        【規則4-3-1】不可將布爾變數直接與TRUE、FALSE或者1、0進行比較。

根據布爾類型的語義，零值為“假”（記為FALSE），任何非零值都是“真”（記為TRUE）。TRUE的值究竟是什麼並沒有統一的標準。例如Visual C++將TRUE定義為1，而Visual Basic則將TRUE定義為-1。

假設布爾變數名字為flag，它與零值比較的標準if語句如下：

if (flag)    //表示flag為真

if (!flag)    //表示flag為假

其它的用法都屬於不良風格，例如：

    if (flag == TRUE)  

    if (flag == 1 )    

    if (flag == FALSE)  

    if (flag == 0)     

4.3.2整型變數與零值比較

l        【規則4-3-2】應當將整型變數用“==”或“！=”直接與0比較。

   假設整型變數的名字為value，它與零值比較的標準if語句如下：

if (value == 0)  

if (value != 0)

不可模仿布爾變數的風格而寫成

if (value)    //會讓人誤解value是布爾變數

if (!value)

4.3.3浮點變數與零值比較

l        【規則4-3-3】不可將浮點變數用“==”或“！=”與任何數字比較。

   千萬要留意，無論是float還是double類型的變數，都有精度限制。所以一定要避免將浮點變數用“==”或“！=”與數字比較，應該設法轉化成“>=”或“<=”形式。

   假設浮點變數的名字為x，應當將  

if (x == 0.0)     //隱含錯誤的比較

轉化為

if ((x>=-EPSINON) && (x<=EPSINON))

其中EPSINON是允許的誤差（即精度）。

4.3.4指標變數與零值比較

l        【規則4-3-4】應當將指標變數用“==”或“！=”與NULL比較。

   指標變數的零值是“空”（記為NULL）。儘管NULL的值與0相同，但是兩者意義不同。假設指標變數的名字為p，它與零值比較的標準if語句如下：

       if (p == NULL)    // p與NULL顯式比較，強調p是指標變數

        if (p != NULL)

不要寫成

        if (p == 0)   //容易讓人誤解p是整型變數

        if (p != 0)    

   或者

if (p)            //容易讓人誤解p是布爾變數

    if (!p)           

4.3.5對if語句的補充說明

有時候我們可能會看到if (NULL == p)這樣古怪的格式。不是程式寫錯了，是程式員為了防止將if (p == NULL)誤寫成if (p = NULL)，而有意把p和NULL顛倒。編譯器認為if (p = NULL)是合法的，但是會指出if (NULL = p)是錯誤的，因為NULL不能被賦值。

程式中有時會遇到if/else/return的組合，應該將如下不良風格的程式

    if (condition)

        return x;

    return y;

改寫為

    if (condition)

    {

        return x;

    }

    else

    {

return y;

}

或者改寫成更加簡練的

return (condition ? x : y);

4.4 迴圈語句的效率

    C++/C迴圈語句中，for語句使用頻率最高，while語句其次，do語句很少用。本節重點論述迴圈體的效率。提高迴圈體效率的基本辦法是降低迴圈體的複雜性。

l        【建議4-4-1】在多重迴圈中，如果有可能，應當將最長的迴圈放在最內層，最短的迴圈放在最外層，以減少CPU跨切迴圈層的次數。例如樣本4-4(b)的效率比樣本4-4(a)的高。

for (row=0; row<100; row++) { for ( col=0; col<5; col++ ) { sum = sum + a[row][col]; } }

for (col=0; col<5; col++ ) { for (row=0; row<100; row++) {     sum = sum + a[row][col]; } }

樣本4-4(a) 低效率：長迴圈在最外層          樣本4-4(b) 高效率：長迴圈在最內層

l        【建議4-4-2】如果迴圈體記憶體在邏輯判斷，並且迴圈次數很大，宜將邏輯判斷移到迴圈體的外面。樣本4-4(c) 的程式比樣本4-4(d)多執行了N-1次邏輯判斷。並且由於前者老要進行邏輯判斷，打斷了迴圈“流水線”作業，使得編譯器不能對迴圈進行最佳化處理，降低了效率。如果N非常大，最好採用樣本4-4(d)的寫法，可以提高效率。如果N非常小，兩者效率差別並不明顯，採用樣本4-4(c)的寫法比較好，因為程 序更加簡潔。

for (i=0; i<N; i++) { if (condition)     DoSomething(); else     DoOtherthing(); }

if (condition) { for (i=0; i<N; i++)     DoSomething(); } else {     for (i=0; i<N; i++)     DoOtherthing(); }

表4-4(c) 效率低但程式簡潔               表4-4(d) 效率高但程式不簡潔

4.7 goto語句

    自從提倡結構化設計以來，goto就成了有爭議的語句。首先，由於goto語句可以靈活跳轉，如果不加限制，它的確會破壞結構化設計風格。其次，goto語句經常帶來錯誤或隱患。它可能跳過了某些對象的構造、變數的初始化、重要的計算等語句，例如：

goto state;

String s1, s2; // 被goto跳過

int sum = 0;  // 被goto跳過

…

state:

…

如果編譯器不能發覺此類錯誤，每用一次goto語句都可能留下隱患。

    很多人建議廢除C++/C的goto語句，以絕後患。但實事求是地說，錯誤是程式員自己造成的，不是goto的過錯。goto 語句至少有一處可顯神通，它能從多重迴圈體中咻地一下子跳到外面，用不著寫很多次的break語句; 例如

  { …

      { …

        { …

            goto error;

        }

      }

  }

  error:

  …

就象樓房著火了，來不及從樓梯一級一級往下走，可從視窗跳出火坑。所以我們主張少用、慎用goto語句，而不是禁用。

5.2 const 與#define的比較

    C++ 語言可以用const來定義常量，也可以用 #define來定義常量。但是前者比後者有更多的優點：

（1）       const常量有資料類型，而宏常量沒有資料類型。編譯器可以對前者進行型別安全檢查。而對後者只進行字元替換，沒有型別安全檢查，並且在字元替換可能會產生意料不到的錯誤（邊際效應）。

（2）       有些整合化的調試工具可以對const常量進行調試，但是不能對宏常量進行調試。

l         【規則5-2-1】在C++ 程式中只使用const常量而不使用宏常量，即const常量完全取代宏常量。