C++程序設計最佳實踐

2019-11-17 05:03:26

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供稿：網友

　　隨著計算機語言的發展，我們現在編寫一個程序越來越輕易了。利用一些軟件開發工具，往往只要通過鼠標的拖拖點點，計算機就會自動幫你生成許多代碼。但在很多時候，計算機的這種能力被濫用了，我們往往只考慮把這個程序搭起來，而不去考慮程序的性能如何，程序是否足夠的健壯。

而此節課的目的主要是介紹一些編碼的經驗，讓大家編寫的程序更加健壯和高性能。　　1、PRefer const and inline to #define

　　在C++編程中應該盡量使用const和inline來代替#define，盡量做到能不用#define就不用。#define常見的用途有“定義常量”以及“定義宏”，但其中存在諸多的弊病。

　　第一，查錯不直觀，不利于調試。Define的定義是由預處理程序處理的，作的是完全的文本替換，不做任何的類型檢查。在編譯器處理階段，define定義的東西已經被完全替換了，這樣在debug的時候就看不到任何的相關信息，即跟蹤時不能step into宏。例如，把aspECT_RATIO用define定義成1.653，編譯器就看不到ASPECT_RATIO這個名字了。假如編譯器報1.653錯，那么就無從知道此1.653來自于何處。在真正編碼的時候應該使用如下的語句來定義：
static const double ASPECT_RATIO = 1.653;
　　第二，沒有任何類型信息，不是type safe。因為它是文本級別的替換，這樣不利于程序的維護。

　　第三，define的使用很輕易造成污染。比如，假如有兩個頭文件都定義了ASPECT_RATIO, 而一個CPP文件又同時包含了這兩個頭文件，那么就會造成沖突。更難查的是另外一種錯誤，比如有如下的代碼：
　　// in header file def.h
　　#define Apple 1
　　#define Orange 2
　　　 #define Pineapple 3
　　 …
　　// in some cpp file that includes the def.h
　　enum Colors {White, Black, Purple, Orange};
　　在.h文件中Orange被定義成水果的一種，而在.cpp文件中Orange又成為了一種顏色，那么編譯器就會把此處的Orange替換成2，編譯可能仍然可以通過，程序也能夠運行，但是這就成了一個bug，表現出古怪的錯誤，且很難查錯。再比如定義了一個求a與b哪個數大的宏，#define max(a,b) ((a) > (b) ? (a) : (b))
　　int a = 5, b = 0;
　　max(++ a, b);
　　max(++ a, b + 10);
　　在上面的操作中，max(++ a, b); 語句中a被++了兩次，而max(++ a, b + 10); 語句中a只加了一次，這樣在程序處理中就很有可能成為一個bug，且此bug也非常的難找。在實際編碼時可以使用如下的語句來做：
　　template<class T>
　　inline const T&
　　max(const T& a, const T& b) { return a > b ? a : b; }
　　2、Prefer C++-style casts

　　在程序中經常會需要把一種類型轉換成另外一種類型，在C++中應該使用static_cast、const_cast、dynamic_cast、reinterpret_cast要害字來做類型轉換。因為這有以下好處，一是其本身就是一種注釋，在代碼中看到上面這些要害字就可馬上知道此處是進行類型轉換。二是C語言中類型轉換通常是很難進行搜索的，而通過要害字cast則可以很輕易的找到程序中出現類型轉換的地方了。

　　3、Distinguish between prefix and postfix forms of increment and decrement Operators

　　通常對于操作系統或編譯器自身支持的類型，prefix（前綴，如++i）與postfix（后綴，如i++）的效果是一樣的。因為現在的編譯器都很聰明，它會自動做優化，這兩者的匯編代碼是一樣的，性能不會有差別。但有時候也會有不同的，如一些重載了操作符的類型。下面是模擬prefix與postfix的操作過程，可以發現在postfix操作中會生成一個臨時變量，而這一臨時變量是會占用額外的時間和開銷的。

　　// prefix form: increment and fetch
　　UPInt& UPInt::operator++()
　　　{
　　　 *this += 1; // increment
　　　return *this; // fetch
　　　}
　　// postfix form: fetch and increment
　　　const UPInt UPInt::operator++(int)
　　　{
　　　 UPInt oldValue = *this; // fetch
　　　++(*this); // increment
　　　 return oldValue; // return what was fetched
　　 }
　　一般情況下不需要區分是先++，還是后++，但是我們在編寫程序的時候最好能習慣性的將其寫成++i的形式，如在使用STL中的iterator時，prefix與postfix會有相當大的性能差異。請不要小看這些細節，實際在編寫程序的時候，若不注重具體細節，你會發現程序的性能會非常的低。但要注重，雖然在大多數情況下可以用prefix來代替postfix，但有一種情況例外，那就是有[]操作符時，比如gzArray [++index] 是不等于 gzArray[index++]的。