高质量C++/C编程指南

详细请查看原地址：http://man.chinaunix.net/develop/c&c++/c/c.htm

 

 

 

 

 

高质量C++/C编程指南

 

 

 

 

文件状态 [  ] 草稿文件 [√] 正式文件 [  ] 更改正式文件	文件标识：
当前版本：	1.0
作    者：	林锐 博士
完成日期：	2001年7月24日

 

 

版 本 历 史

 

版本/状态	作者	参与者	起止日期	备注
V 0.9 草稿文件	林锐		2001-7-1至 2001-7-18	林锐起草
V 1.0 正式文件	林锐		2001-7-18至 2001-7-24	朱洪海审查V 0.9， 林锐修正草稿中的错误

 

 

 

 

 

 目 录

前 言... 6

第1章 文件结构... 11

1.1 版权和版本的声明... 11

1.2 头文件的结构... 12

1.3 定义文件的结构... 13

1.4 头文件的作用... 13

1.5 目录结构... 14

第2章 程序的版式... 15

2.1 空行... 15

2.2 代码行... 16

2.3 代码行内的空格... 17

2.4 对齐... 18

2.5 长行拆分... 19

2.6 修饰符的位置... 19

2.7 注释... 20

2.8 类的版式... 21

第3章 命名规则... 22

3.1 共性规则... 22

3.2 简单的Windows应用程序命名规则... 23

3.3 简单的Unix应用程序命名规则... 25

第4章 表达式和基本语句... 26

4.1 运算符的优先级... 26

4.2 复合表达式... 27

4.3 if 语句... 27

4.4 循环语句的效率... 29

4.5 for 语句的循环控制变量... 30

4.6 switch语句... 30

4.7 goto语句... 31

第5章 常量... 33

5.1 为什么需要常量... 33

5.2 const 与 #define的比较... 33

5.3 常量定义规则... 33

5.4 类中的常量... 34

第6章 函数设计... 36

6.1 参数的规则... 36

6.2 返回值的规则... 37

6.3 函数内部实现的规则... 39

6.4 其它建议... 40

6.5 使用断言... 41

6.6 引用与指针的比较... 42

第7章 内存管理... 44

7.1内存分配方式... 44

7.2常见的内存错误及其对策... 44

7.3指针与数组的对比... 45

7.4指针参数是如何传递内存的？... 47

7.5 free和delete把指针怎么啦？... 50

7.6 动态内存会被自动释放吗？... 50

7.7 杜绝“野指针”... 51

7.8 有了malloc/free为什么还要new/delete ？... 52

7.9 内存耗尽怎么办？... 53

7.10 malloc/free 的使用要点... 54

7.11 new/delete 的使用要点... 55

7.12 一些心得体会... 56

第8章 C++函数的高级特性... 57

8.1 函数重载的概念... 57

8.2 成员函数的重载、覆盖与隐藏... 60

8.3 参数的缺省值... 63

8.4 运算符重载... 64

8.5 函数内联... 65

8.6 一些心得体会... 68

第9章 类的构造函数、析构函数与赋值函数... 69

9.1 构造函数与析构函数的起源... 69

9.2 构造函数的初始化表... 70

9.3 构造和析构的次序... 72

9.4 示例：类String的构造函数与析构函数... 72

9.5 不要轻视拷贝构造函数与赋值函数... 73

9.6 示例：类String的拷贝构造函数与赋值函数... 73

9.7 偷懒的办法处理拷贝构造函数与赋值函数... 75

9.8 如何在派生类中实现类的基本函数... 75

9.9 一些心得体会... 77

第10章 类的继承与组合... 78

10.1 继承... 78

10.2 组合... 80

第11章 其它编程经验... 82

11.1 使用const提高函数的健壮性... 82

11.2 提高程序的效率... 84

11.3 一些有益的建议... 85

参考文献... 87

附录A ：C++/C代码审查表... 88

附录B ：C++/C试题... 93

附录C ：C++/C试题的答案与评分标准... 97

前 言

      

软件质量是被大多数程序员挂在嘴上而不是放在心上的东西！

    除了完全外行和真正的编程高手外，初读本书，你最先的感受将是惊慌：“哇！我以前捏造的C++/C程序怎么会有那么多的毛病？”

    别难过，作者只不过比你早几年、多几次惊慌而已。

    请花一两个小时认真阅读这本百页经书，你将会获益匪浅，这是前面N-1个读者的建议。

 

一、编程老手与高手的误区

 

自从计算机问世以来，程序设计就成了令人羡慕的职业，程序员在受人宠爱之后容易发展成为毛病特多却常能自我臭美的群体。

如今在Internet上流传的“真正”的程序员据说是这样的：

(1)    真正的程序员没有进度表，只有讨好领导的马屁精才有进度表，真正的程序员会让领导提心吊胆。

(2)    真正的程序员不写使用说明书，用户应当自己去猜想程序的功能。

(3)    真正的程序员几乎不写代码的注释，如果注释很难写，它理所当然也很难读。

(4)    真正的程序员不画流程图，原始人和文盲才会干这事。

(5)    真正的程序员不看参考手册，新手和胆小鬼才会看。

(6)    真正的程序员不写文档也不需要文档，只有看不懂程序的笨蛋才用文档。

(7)    真正的程序员认为自己比用户更明白用户需要什么。

(8)    真正的程序员不接受团队开发的理念，除非他自己是头头。

(9)    真正的程序员的程序不会在第一次就正确运行，但是他们愿意守着机器进行若干个30小时的调试改错。

(10)真正的程序员不会在上午9:00到下午5:00之间工作，如果你看到他在上午9:00工作，这表明他从昨晚一直干到现在。

……

具备上述特征越多，越显得水平高，资格老。所以别奇怪，程序员的很多缺点竟然可以被当作优点来欣赏。就象在武侠小说中，那些独来独往、不受约束且带点邪气的高手最令人崇拜。我曾经也这样信奉，并且希望自己成为那样的“真正”的程序员，结果没有得到好下场。

 

我从读大学到博士毕业十年来一直勤奋好学，累计编写了数十万行C++/C代码。有这样的苦劳和疲劳，我应该称得上是编程老手了吧？

我开发的软件都与科研相关（集成电路CAD和3D图形学领域），动辄数万行程序，技术复杂，难度颇高。这些软件频频获奖，有一个软件获得首届中国大学生电脑大赛软件展示一等奖。在1995年开发的一套图形软件库到2000年还有人买。罗列出这些“业绩”，可以说明我算得上是编程高手了吧？

可惜这种个人感觉不等于事实。

 

读博期间我曾用一年时间开发了一个近10万行C++代码的3D图形软件产品，我内心得意表面谦虚地向一位真正的软件高手请教。他虽然从未涉足过3D图形领域，却在几十分钟内指出该软件多处重大设计错误。让人感觉那套软件是用纸糊的华丽衣服，扯一下掉一块，戳一下破个洞。我目瞪口呆地意识到这套软件毫无实用价值，一年的心血白化了，并且害死了自己的软件公司。

 

人的顿悟通常发生在最心痛的时刻，在沮丧和心痛之后，我作了深刻反省，“面壁”半年，重新温习软件设计的基础知识。补修“内功”之后，又觉得腰板硬了起来。博士毕业前半年，我曾到微软中国研究院找工作，接受微软公司一位资深软件工程师的面试。他让我写函数strcpy的代码。

太容易了吧？

错！

这么一个小不点的函数，他从三个方面考查：

（1）编程风格；

（2）出错处理；

（3）算法复杂度分析（用于提高性能）。

在大学里从来没有人如此严格地考查过我的程序。我化了半个小时，修改了数次，他还不尽满意，让我回家好好琢磨。我精神抖擞地进“考场”，大汗淋漓地出“考场”。这“高手”当得也太窝囊了。我又好好地反省了一次。

 

我把反省后的心得体会写成文章放在网上传阅，引起了不少软件开发人员的共鸣。我因此有幸和国产大型IT企业如华为、上海贝尔、中兴等公司的同志们广泛交流。大家认为提高质量与生产率是软件工程要解决的核心问题。高质量程序设计是非常重要的环节，毕竟软件是靠编程来实现的。

我们心目中的老手们和高手们能否编写出高质量的程序来？

不见得都能！

 

就我的经历与阅历来看，国内大学的计算机教育压根就没有灌输高质量程序设计的观念，教师们和学生们也很少自觉关心软件的质量。勤奋好学的程序员长期在低质量的程序堆中滚爬，吃尽苦头之后才有一些心得体会，长进极慢，我就是一例。

现在国内IT企业拥有学士、硕士、博士文凭的软件开发人员比比皆是，但他们在接受大学教育时就“先天不足”，岂能一到企业就突然实现质的飞跃。试问有多少软件开发人员对正确性、健壮性、可靠性、效率、易用性、可读性（可理解性）、可扩展性、可复用性、兼容性、可移植性等质量属性了如指掌？并且能在实践中运用自如？。“高质量”可不是干活小心点就能实现的！

 

我们有充分的理由疑虑：

（1