C++輔導(dǎo):C/C++編程新手錯(cuò)誤語(yǔ)錄

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1.引言
    還記得當(dāng)年學(xué)數(shù)學(xué)、英語(yǔ)都有個(gè)竅門(mén),那就是搞個(gè)錯(cuò)題集。經(jīng)常復(fù)習(xí)一下這個(gè)錯(cuò)題集,就可以避免下次犯同樣的錯(cuò)誤。而幾乎所有的程序員都是從犯錯(cuò)誤開(kāi)始的,我們也很有必要總結(jié)一下編程新手的常見(jiàn)錯(cuò)誤,本文的目的在于此。文中所列出的都是筆者在項(xiàng)目開(kāi)發(fā)中接觸到的新手真實(shí)的言談,筆者學(xué)學(xué)*腔調(diào),姑且稱(chēng)之為“錯(cuò)誤語(yǔ)錄”。
    2.語(yǔ)錄
    (1)“我的程序都是對(duì)的,可結(jié)果不對(duì)”
    想想你的周?chē)遣皇且灿腥苏f(shuō)這樣的話?如果你也曾經(jīng)說(shuō)過(guò),那就此打住,不要再說(shuō)這句話,因?yàn)檫@句話只會(huì)顯示說(shuō)話者的無(wú)知。既然程序都是對(duì)的,那為什么結(jié)果不對(duì)?
    (2)“程序=算法+數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”
    如果剛剛學(xué)完C語(yǔ)言,我們說(shuō)這樣的話,完全可以理解,而且可以說(shuō)是正確的。但是如果你是一位即將從事C/C++編程的程序員,那么很遺憾,這個(gè)說(shuō)法只能判錯(cuò),殊不知,世界上還有另一種說(shuō)法:
    程序 = 對(duì)象 + 消息
    “程序=算法+數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”只對(duì)面向過(guò)程的語(yǔ)言(C)成立,而對(duì)面向?qū)ο蟮恼Z(yǔ)言(C++),則只能表述為“程序=對(duì)象+消息”。傳統(tǒng)的過(guò)程式編程語(yǔ)言以過(guò)程為中心以算法為驅(qū)動(dòng),面向?qū)ο蟮木幊陶Z(yǔ)言則以對(duì)象為中心以消息為驅(qū)動(dòng)。這里的消息是廣義的,對(duì)象A調(diào)用了對(duì)象B的成員函數(shù),可看作對(duì)象A給B發(fā)消息。
    (3)“程序編出來(lái),運(yùn)行正確就行了”
    運(yùn)行正確的程序并不一定是好程序,程序員時(shí)刻要牢記的一條就是自己寫(xiě)的程序不僅是給自己看的,要讓別人也能輕易地看懂。很遺憾,許多的編程新手不能清晰地駕馭軟件的結(jié)構(gòu),對(duì)頭文件和實(shí)現(xiàn)文件的概念含糊不清,寫(xiě)出來(lái)的程序可讀性很差。
    C程序采用模塊化的編程思想,需合理地將一個(gè)很大的軟件劃分為一系列功能獨(dú)立的部分合作完成系統(tǒng)的需求,在模塊的劃分上主要依據(jù)功能。模塊由頭文件和實(shí)現(xiàn)文件組成,對(duì)頭文件和實(shí)現(xiàn)文件的正確使用方法是:
    規(guī)則1 頭文件(.h)中是對(duì)于該模塊接口的聲明,接口包括該模塊提供給其它模塊調(diào)用的外部函數(shù)及外部全局變量,對(duì)這些變量和函數(shù)都需在.h中文件中冠以extern關(guān)鍵字聲明;
    規(guī)則2 模塊內(nèi)的函數(shù)和全局變量需在.c文件開(kāi)頭冠以static關(guān)鍵字聲明;
    規(guī)則3 永遠(yuǎn)不要在.h文件中定義變量;
    許多程序員對(duì)定義變量和聲明變量混淆不清,定義變量和聲明變量的區(qū)別在于定義會(huì)產(chǎn)生內(nèi)存分配的操作,是匯編階段的概念;而聲明則只是告訴包含該聲明的模塊在連接階段從其它模塊尋找外部函數(shù)和變量。如:
    /*模塊1頭文件:module1.h*/
    int a = 5; /* 在模塊1的.h文件中定義int a */
    /*模塊1實(shí)現(xiàn)文件:module1 .c*/
    #include “module1.h” /* 在模塊1中包含模塊1的.h文件 */
    /*模塊2實(shí)現(xiàn)文件: module2.c*/
    #include “module1.h” /* 在模塊2中包含模塊1的.h文件 */
    /*模塊2 實(shí)現(xiàn)文件:module3 .c*/
    #include “module1.h” /* 在模塊3中包含模塊1的.h文件 */
    以上程序的結(jié)果是在模塊1、2、3中都定義了整型變量a,a在不同的模塊中對(duì)應(yīng)不同的地址單元,這明顯不符合編寫(xiě)者的本意。正確的做法是:
    /*模塊1頭文件:module1.h*/
    extern int a; /* 在模塊1的.h文件中聲明int a */
    /*模塊1實(shí)現(xiàn)文件:module1 .c*/
    #include “module1.h” /* 在模塊1中包含模塊1的.h文件 */
    int a = 5; /* 在模塊1的.c文件中定義int a */
    /*模塊2 實(shí)現(xiàn)文件: module2 .c*/
    #include “module1.h” /* 在模塊2中包含模塊1的.h文件 */
    /*模塊3 實(shí)現(xiàn)文件: module3 .c*/
    #include “module1.h”   /* 在模塊3中包含模塊1的.h文件 */
    規(guī)則4 如果要用其它模塊定義的變量和函數(shù),直接包含其頭文件即可。
    許多程序員喜歡這樣做,當(dāng)他們要訪問(wèn)其它模塊定義的變量時(shí),他們?cè)诒灸K文件開(kāi)頭添加這樣的語(yǔ)句:
    extern int externVar;
    拋棄這種做法吧,只要頭文件按規(guī)則1完成,某模塊要訪問(wèn)其它模塊中定義的全局變量時(shí),只要包含該模塊的頭文件即可。
    (4)“數(shù)組名就是指針”
    許多程序員對(duì)數(shù)組名和指針的區(qū)別不甚明了,他們認(rèn)為數(shù)組名就是指針,而實(shí)際上數(shù)組名和指針有很大區(qū)別,在使用時(shí)要進(jìn)行正確區(qū)分,其區(qū)分規(guī)則如下:
    規(guī)則1 數(shù)組名指代一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)就是數(shù)組;
    例如:
    char str[10];
    char *pStr = str;
    cout << sizeof(str) << endl;
    cout << sizeof(pStr) << endl;
    輸出結(jié)果為:
    10
    4
    這說(shuō)明數(shù)組名str指代數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)char[10]。
    規(guī)則2 數(shù)組名可以轉(zhuǎn)換為指向其指代實(shí)體的指針,而且是一個(gè)指針常量,不能作自增、自減等操作,不能被修改;
    char str[10];
    char *pStr = str;
    str++; //編譯出錯(cuò),提示str不是左值pStr++; //編譯正確
    規(guī)則3 指向數(shù)組的指針則是另外一種變量類(lèi)型(在WIN32平臺(tái)下,長(zhǎng)度為4),僅僅意味著數(shù)組的存放地址;
    規(guī)則4 數(shù)組名作為函數(shù)形參時(shí),在函數(shù)體內(nèi),其失去了本身的內(nèi)涵,僅僅只是一個(gè)指針;很遺憾,在失去其內(nèi)涵的同時(shí),它還失去了其常量特性,可以作自增、自減等操作,可以被修改。
    例如:
    void arrayTest(char str[])
    {
    cout << sizeof(str) << endl;   //輸出指針長(zhǎng)度
    str++; //編譯正確
    }
    int main(int argc, char* argv[])
    {
    char str1[10] = "I Love U";
    arrayTest(str1);
    return 0;
    }(5)“整形變量為32位”
    整形變量是不是32位這個(gè)問(wèn)題不僅與具體的CPU架構(gòu)有關(guān),而且與編譯器有關(guān)。在嵌入式系統(tǒng)的編程中,一般整數(shù)的位數(shù)等于CPU字長(zhǎng),常用的嵌入式CPU芯片的字長(zhǎng)為8、16、32,因而整形變量的長(zhǎng)度可能是8、16、32。在未來(lái)64位平臺(tái)下,整形變量的長(zhǎng)度可達(dá)到64位。
    長(zhǎng)整形變量的長(zhǎng)度一般為CPU字長(zhǎng)的2倍。
    在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中,優(yōu)秀的程序員并不會(huì)這樣定義數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(假設(shè)為WIN32平臺(tái)):
    typedef struct tagTypeExample
    {
    unsigned short x;
    unsigned int y;
    }TypeExample;
    他們這樣定義:
    #define unsigned short UINT16 //16位無(wú)符號(hào)整數(shù)
    #define unsigned int UINT32 //32位無(wú)符號(hào)整數(shù)
    typedef struct tagTypeExample
    {
    UINT16 x;
    UINT32 y;
    }TypeExample;
    這樣定義的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)非常具有通用性,如果上述32平臺(tái)上的數(shù)據(jù)發(fā)送到16位平臺(tái)上接收,在16位平臺(tái)上僅僅需要修改UINT16、UINT32的定義:
    #define unsigned int UINT16 //16位無(wú)符號(hào)整數(shù)
    #define unsigned long UINT32 //32位無(wú)符號(hào)整數(shù)
    幾乎所有的優(yōu)秀軟件設(shè)計(jì)文檔都是這樣定義數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的。
    (6)“switch和if …else…可隨意替換”
    switch語(yǔ)句和一堆if…else…的組合雖然功能上完全一樣,但是給讀者的感受完全不一樣。if…else…的感覺(jué)是進(jìn)行條件判斷,對(duì)特例進(jìn)行特別處理,在邏輯上是“特殊與一般”的關(guān)系,而switch給人的感覺(jué)是多個(gè)條件的關(guān)系是并列的,事物之間不存在特殊與一般的關(guān)系,完全“對(duì)等”。
    譬如:
    //分別對(duì)1-10的數(shù)字進(jìn)行不同的處理,用switch
    switch(num)
    {
    case 1:
    …
    case 2:
    …
    }
    //對(duì)1-10之間的數(shù)字進(jìn)行特殊處理,用if
    if(num < 10 && num > 1)
    {
    …
    }
    else
    {
    …
    }
    許多時(shí)候,雖然不同的代碼可實(shí)現(xiàn)完全相同的功能,但是給讀者的感覺(jué)是完全不同的。譬如無(wú)條件循環(huán):
    while(1)
    {
    }
    有的程序員這樣寫(xiě):
    for(;;)
    {
    }
    這個(gè)語(yǔ)法沒(méi)有確切表達(dá)代碼的含義,我們從for(;;)看不出什么,只有弄明白for(;;)在C/C++語(yǔ)言中意味著無(wú)條件循環(huán)才明白其意。而不懂C/C++語(yǔ)言的讀者看到while(1)也可猜到這是一個(gè)無(wú)條件循環(huán)。
    (7)“免得麻煩,把類(lèi)里面的成員函數(shù)都搞成public算了”
    許多人編C++程序的時(shí)候,都碰到這樣的情況,先前把某個(gè)成員函數(shù)定義成類(lèi)的private/protected函數(shù),后來(lái)發(fā)現(xiàn)又要從外面調(diào)用這個(gè)函數(shù),就輕易地將成員函數(shù)改為public類(lèi)型的。甚至許多程序員為了避免訪問(wèn)的麻煩,干脆把自己添加的成員函數(shù)和成員變量都定義成public類(lèi)型。
    殊不知,這是一種規(guī)劃的失敗。在類(lèi)的設(shè)計(jì)階段,我們就要很清晰地知道,這個(gè)類(lèi)的成員函數(shù)中哪些是這個(gè)類(lèi)的接口,哪些屬于這個(gè)類(lèi)內(nèi)部的成員函數(shù)和變量。一般的準(zhǔn)則是接口(public成員)應(yīng)在滿足需求的前提下盡可能簡(jiǎn)單!
    所以不要輕易地將private/protected成員改為public成員,真正的工作應(yīng)該在規(guī)劃階段完成。
    3.結(jié)束語(yǔ)
    所有的程序員都要經(jīng)歷一個(gè)從糊涂到清晰的過(guò)程,文中的錯(cuò)誤如果你也犯了,切勿自慚。