高质量程序设计指南-C++C语言.ppt

C+/C编程规范 帮助程序员一次性编写出高质量的程序 林 锐 博士 http:/ 上 海 漫 索 计 算 机 科 技 有 限 公 司 Page 2 目录 0. 编程老手和高手的误区 1. 程序的版式 2. 命名规则 3. 表达式和基本语句 4. 函数设计 5. 内存管理 6. C+/C试题与答案，代码检查表 Page 3 0. 编程老手和高手的误区 自我臭美的程序员 程序员不同于武林人士，我们不要崇拜邪派高手 大学计算机教育的失误：从来就没有重视质量，绝大多数学士、硕士、博士不了解软件质量，不 知道如何有效地提高软件的质量。 高校毕业生 C+/C编程考试的结果：程序质量低下 什么是编程老手：能够长期稳定地编写出高质量程序的程序员 什么是编程高手：能够长期稳定地编写出高难度、高质量程序的程序员 Page 4 1. 程序的版式 1.1 文件结构 版权和版本 头文件的作用 头文件和定义文件的结构，正确使用 include， ifndef/define/endif 目录结构 1.2 版式 空行，代码行 代码行内的空格 对齐 修饰符 * 4.3 函数内部实现的规则： 在函数体的 “ 入口处 ” 和 “ 出口处 ” 从严把关 在函数体的 “ 入口处 ” ，对参数的有效性进行检查。 在函数体的 “ 出口处 ” ，对 return语句的正确性和效率进行检查。 Page 8 4. 函数设计 4.4 一些建议 函数的功能要单一，不要设计多用途的函数。 函数体的规模要小，尽量控制在 50行代码之内。 尽量避免函数带有 “ 记忆 ” 功能。相同的输入应当产生相同的输出。带有 “ 记忆 ” 功能的函数， 其行为可能是不可预测的，因为它的行为可能取决于某种 “ 记忆状态 ” 。 不仅要检查输入参数的有效性，还要检查通过其他途径进入函数体内的变量的有效性，例如全局 变量、文件句柄等。 用于出错处理的返回值一定要清楚，让使用者不容易忽视或误解错误情况。 4.5 使用断言 使用断言捕捉不应该发生的非法情况。不要混淆非法情况与错误情况之间的区别，后者是必然存 在的并且是一定要做出处理的。 在函数的入口处，使用断言检查参数的有效性（合法性）。 在编写函数时，要进行反复的考查，并且自问： “ 我打算做哪些假定？ ” 一旦确定了的假定，就 要使用断言对假定进行检查。 Page 9 5. 内存管理 5.1 内存分配方式 从静态存储区域分配。内存在程序编译的时候就已经分配好，这块内存在程序的整个运行期间都 存在。例如全局变量， static变量。 在栈上创建。在执行函数时，函数内局部变量的存储单元都可以在栈上创建，函数执行结束时这 些存储单元自动被释放。栈内存分配运算内置于处理器的指令集中，效率很高，但是分配的内存 容量有限。 从堆上分配，亦称动态内存分配。程序在运行的时候用 malloc或 new申请任意多少的内存，程序员 自己负责在何时用 free或 delete释放内存。动态内存的生存期由我们决定，使用非常灵活，但问题 也最多。 5.2 常见的内存错误 内存分配未成功，却使用了它。 内存分配虽然成功，但是尚未初始化就引用它。 内存分配成功并且已经初始化，但操作越过了内存的边界。 忘记了释放内存，造成内存泄漏。 释放了内存却继续使用它 Page 10 5. 内存管理 5.3 对策 用 malloc或 new申请内存之后，应该立即检查指针值是否为 NULL。 防止使用指针值为 NULL的内存 。 不要忘记为数组和动态内存赋初值。防止将未被初始化的内存作为右值使用。 避免数组或指针的下标越界，特别要当心发生 “ 多 1” 或者 “ 少 1” 操作。 动态内存的申请与释放必须配对，防止内存泄漏。 用 free或 delete释放了内存之后，立即将指针设置为 NULL， 防止产生 “ 野指针 ” 。 5.4 free 和 delete 把指针怎么啦？ 它们只是把指针所指的内存给释放掉，但并没有把指针本身干掉。 指针 p被 free以后其地址仍然不变（非 NULL）， 只是该地址对应的内存是垃圾， p成了 “ 野指针 ” 。如果此时不把 p设置为 NULL， 会让人误以为 p是个合法的指针。 如果程序比较长，我们有时记不住 p所指的内存是否已经被释放，在继续使用 p之前，通常会用语 句 if (p != NULL)进行防错处理。很遗憾，此时 if语句起不到防错作用，因为即便 p不是 NULL指 针，它也不指向合法的内存块。 “ 野指针 ” 示例 5.5 动态内存会被自动释放吗？示例 指针消亡了，并不表示它所指的内存会被自动释放。 内存被释放了，并不表示指针会消亡或者成了 NULL指针。 Page 11 5. 内存管理 5.6 杜绝野指针 “ 野指针 ” 不是 NULL指针，是指向 “ 垃圾 ” 内存的指针。人们一般不会错用 NULL指针，因为用 if 语句很容易判断。但是 “ 野指针 ” 是很危险的， if语句对它不起作用。 “ 野指针 ” 的成因主要有三种： 指针变量没有被初始化。任何指针变量刚被创建时不会自动成为 NULL指针，它的默认值 是随机的，它会乱指一气。 指针 p被 free或者 delete之后，没有置为 NULL， 让人误以为 p是个合法的指针。 指针操作超越了变量的作用范围。这种情况让人防不胜防 5.7 有了 malloc/free 为什么还要 new/delete Malloc/free 是库函数， new/delete是运算符。 光用 maloc/free无法满足动态对象的要求 。 对象在创建的同时要自动执行构造函数 ， 对象在消亡 之前要自动执行析构函数 。 由于 malloc/free是库函数而不是运算符 ， 不在编译器控制权限之内 ， 不能够把执行构造函数和析构函数的任务强加于 malloc/free。 因此 C+语言需要一个能完成动 态内存分配和初始化工作的运算符 new， 以及一个能完成清理与释放内存工作的运算符 delete。 5.8 内存耗尽怎么办？ 5.9 建议： 必须养成“使用调试器逐步跟踪程序”的习惯，只有这样才能发现问 题的本质。 Page 12 6. C+/C试题与答案， 代码检查表 详见高质量程序设计指南 C+/C语言 （第二版） 的附录，电子工业出版 社， 2003年 6月