C++新手之培养良好的编程风格

内功深厚的武林高手出招往往平淡无奇。同理，编程高手也不会用奇门怪招写程序。良好的编程风格是产生高质量程序的前提。 下面以C++为例，来给大家介绍。

一、 命名约定

有不少人编程时用拼音给函数或变量命名，这样做并不能说明你很爱国，却会让用此程序的人迷糊（很多南方人不懂拼音，我就不懂）。程序中的英文一般不会太复杂，用词要力求准确。匈牙利命名法是Microsoft 公司倡导的[Maguire 1993]，虽然很烦琐，但用习惯了也就成了自然。没有人强迫你采用何种命名法，但有一点应该做到：自己的程序命名必须一致。

以下是我编程时采用的命名约定：

（1）宏定义用大写字母加下划线表示，如MAX_LENGTH；

（2）函数用大写字母开头的单词组合而成，如SetName, GetName ；

（3）指针变量加前缀p，如*pNode ；

（4）BOOL 变量加前缀b，如bFlag ；

（5）int 变量加前缀i，如iWidth ；

（6）float 变量加前缀f，如fWidth ；

（7）double 变量加前缀d，如dWidth ；

（8）字符串变量加前缀str，如strName ；

（9）枚举变量加前缀e，如eDrawMode ；

（10）类的成员变量加前缀m_，如m_strName, m_iWidth ；

对于int, float, double 型的变量，如果变量名的含义十分明显，则不加前缀，避免烦琐。如用于循环的int 型变量i,j,k ；float 型的三维坐标（x,y,z）等。

二、 使用断言

程序一般分为Debug 版本和Release 版本，Debug 版本用于内部调试，Release 版本发行给用户使用。断言assert 是仅在Debug 版本起作用的宏，它用于检查“不应该”发生的情况。以下是一个内存复制程序，在运行过程中，如果assert 的参数为假，那么程序就会中止（一般地还会出现提示对话，说明在什么地方引发了assert）。

1. //复制不重叠的内存块
2. void memcpy(void *pvTo, void *pvFrom, size_t size)
3. {
4. void *pbTo = (byte *) pvTo;
5. void *pbFrom = (byte *) pvFrom;
6. assert( pvTo != NULL && pvFrom != NULL );
7. while(size - - > 0 )
8. *pbTo + + = *pbFrom + + ;
9. return (pvTo);
10. }

assert 不是一个仓促拼凑起来的宏，为了不在程序的Debug 版本和Release 版本引起差别，assert 不应该产生任何副作用。所以assert 不是函数，而是宏。程序员可以把assert 看成一个在任何系统状态下都可以安全使用的无害测试手段。

很少有比跟踪到程序的断言，却不知道该断言的作用更让人沮丧的事了。你化了很多时间，不是为了排除错误，而只是为了弄清楚这个错误到底是什么。有的时候，程序员偶尔还会设计出有错误的断言。所以如果搞不清楚断言检查的是什么，就很难判断错误是出现在程序中，还是出现在断言中。幸运的是这个问题很好解决，只要加上清晰的注释即可。这本是显而易见的事情，可是很少有程序员这样做。这好比一个人在森林里，看到树上钉着一块“危险”的大牌子。但危险到底是什么？树要倒？有废井？有野兽？除非告诉人们“危险”是什么，否则这个警告牌难以起到积极有效的作用。难以理解的断言常常被程序员忽略，甚至被删除。[Maguire 1993]

以下是使用断言的几个原则：

（1）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作出处理的。

（2）使用断言对函数的参数进行确认。

（3）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。

（4）一般教科书都鼓励程序员们进行防错性的程序设计，但要记住这种编程风格会隐瞒错误。当进行防错性编程时，如果“不可能发生”的事情的确发生了，则要使用断言进行报警。

三、 new、delete 与指针

在C++中，操作符new 用于申请内存，操作符delete 用于释放内存。在C 语言中，函数malloc 用于申请内存，函数free 用于释放内 存。由于C++兼容C 语言，所以new、delete、malloc、free 都有可能一起使用。new 能比malloc 干更多的事，它可以申请对象的内存，而malloc 不能。C++和C 语言中的指针威猛无比，用错了会带来灾难。对于一个指针p，如果是用new申请的内存，则必须用delete 而不能用free 来释放。如果是用malloc 申请的内存，则必须用free 而不能用delete 来释放。在用delete 或用free 释放p 所指的内存后，应该马上显式地将p 置为NULL，以防下次使用p 时发生错误。示例程序如下：

1. void Test(void)
2. {
3. float *p;
4. p = new float[100];
5. if(p==NULL) return;
6. …// do something
7. delete p;
8. p=NULL; // 良好的编程风格
9. // 可以继续使用p
10. p = new float[500];
11. if(p==NULL) return;
12. …// do something else
13. delete p;
14. p=NULL;
15. }

我们还要预防“野指针”，“野指针”是指向“垃圾”内存的指针，主要成因有两种：

（1）指针没有初始化。

（2）指针指向已经释放的内存，这种情况最让人防不胜防，示例程序如下：

1. class A
2. {
3. public:
4. void Func(void){…}
5. };
6. void Test(void)
7. {
8. A *p;
9. {
10. A a;
11. p = &a; // 注意a 的生命期
12. }
13. p->Func(); // p 是“野指针”，程序出错
14. }

四、使用const

在定义一个常量时，const 比#define 更加灵活。用const 定义的常量含有数据类型，该常量可以参与逻辑运算。例如：

1. const int LENGTH = 100; // LENGTH 是int 类型
2. const float MAX=100; // MAX 是float 类型
3. #define LENGTH 100 // LENGTH 无类型
4. #define MAX 100 // MAX 无类型

除了能定义常量外，const 还有两个“保护”功能：

一、强制保护函数的参数值不发生变化

以下程序中，函数f 不会改变输入参数name 的值，但是函数g 和h 都有可能改变name的值。

1. void f(String s); // pass by value
2. void g(String &s); // pass by referance
3. void h(String *s); // pass by pointer
4. main()
5. {
6. String name=“Dog”;
7. f(name); // name 的值不会改变
8. g(name); // name 的值可能改变
9. h(name); // name 的值可能改变
10. }

对于一个函数而言，如果其‘&’或‘*’类型的参数只作输入用，不作输出用，那么应当在该参数前加上const，以确保函数的代码不会改变该参数的值（如果改变了该参数的值，编译器会出现错误警告）。因此上述程序中的函数g 和h 应该定义成：

1. void g(const String &s);
2. void h(const String *s);

二、强制保护类的成员函数不改变任何数据成员的值

以下程序中，类stack 的成员函数Count 仅用于计数，为了确保Count 不改变类中的任何数据成员的值，应将函数Count 定义成const 类型。

1. class Stack
2. {
3. public:
4. void push(int elem);
5. void pop(void);
6. int Count(void) const; // const 类型的函数
7. private:
8. int num;
9. int data[100];
10. };
11. int Stack::Count(void) const
12. {
13. ++ num; // 编译错误，num 值发生变化
14. pop(); // 编译错误，pop 将改变成员变量的值
15. return num;
16. }

五、 其它建议

（1）不要编写一条过分复杂的语句，紧凑的C++/C 代码并不见到能得到高效率的机器代码，却会降低程序的可理解性，程序出错误的几率也会提高。

（2）不要编写集多种功能于一身的函数，在函数的返回值中，不要将正常值和错误标志混在一起。

（3）不要将BOOL 值TRUE 和FALSE 对应于1 和0 进行编程。大多数编程语言将FALSE定义为0，任何非0 值都是TRUE。Visual C++将TRUE 定义为1，而Visual Basic 则将TRUE定义为-1。示例程序如下：

1. BOOL flag;
2. …
3. if(flag) { // do something } // 正确的用法
4. if(flag==TRUE) { // do something } // 危险的用法
5. if(flag==1) { // do something } // 危险的用法
6. if(!flag) { // do something } // 正确的用法
7. if(flag==FALSE) { // do something } // 不合理的用法
8. if(flag==0) { // do something } // 不合理的用法

（4）小心不要将“= =”写成“=”，编译器不会自动发现这种错误。

（5）不要将123 写成0123，后者是八进制的数值。

（6）将自己经常犯的编程错误记录下来，制成表格贴在计算机旁边。

 小结

C++/C 程序设计如同少林寺的武功一样博大精深，我练了8 年，大概只学到二三成。所以无论什么时候，都不要觉得自己的编程水平天下第一，看到别人好的技术和风格，要虚心学习。本章的内容少得可怜，就象口渴时只给你一颗杨梅吃，你一定不过瘾。我借花献佛，推荐一本好书：Marshall P. Cline 著的《C++ FAQs》[Cline 1995]。你看了后一定会赞不绝口。会编写C++/C 程序，不要因此得意洋洋，这只是程序员基本的技能要求而已。如果把系统分析和系统设计比作“战略决策”，那么编程充其量只是“战术”。

如果指挥官是个大笨蛋，士兵再勇敢也会吃败仗。所以我们程序员不要只把眼光盯在程序上，要让自己博学多才。我们应该向北京胡同里的小孩们学习，他们小小年纪就能指点江山，评论世界大事。