正確編寫C++程式碼的10個要點（2-1）

李鬆峰發表於2011-11-02
C++

《深入淺出C++（第2版）》作者的原文：Top Ten Tips for Correct C++ Coding

1：不要搞混賦值（=）與相等測試（==）

儘管可能會難住福爾摩斯，但這一條確實太初級了。假如C++再像一點BASIC，那麼下面的語句應該是無害的，而且可以正常編譯執行：

if (a = b)
    cout << "a is equal b.";

由於表面上看不出有什麼問題，因此這種寫法在大程式中就會造成難以追蹤的邏輯錯誤——除非你有意尋找。（我在除錯程式時，首先會查這種問題。）在C和C++中，下面的表示式並非在測試兩個變數是否相等：

a = b

當然，這個表示式的意思是把b的值賦給a，然後再求出所賦的值。

問題在於，對a = b求值的結果通常得不到合理的true/false條件——稍後我會提到一個明顯的例外。但在C和C++中，任何數值都可以用作if或while語句的條件。

假設a和b的值都是0。前面那條if語句的作用就是把b的值放到a中，然後對錶達式a = b求值得到0，而0等同於false。結果，a和b本來相等，但列印出來的訊息卻錯誤的：

if (a = b) //這個條件本來是用於確保a和b相等的
    cout << "a and b are equal.";
else
    coun << "a and b are not equal."; //但列印出來的是這個訊息

解決方案當然是有意識地使用相等測試。注意相等測試使用兩個等號，這樣的條件才是正確的：

//正確的寫法
if (a == b)
    cout << "a and b are equal.";

2：別用“魔法數字”

所謂魔法數字，指的是在程式裡突然出現一個數字，但沒有任何解釋。大多數老到的程式設計師都願意在程式裡看到像MAX_ROWS、SCREEN_WIDTH這樣有意義的符號名。

簡言之，專業的計算機程式設計師——包括一些對數學情有獨鍾的人，都很討厭數字。

瞭解一點歷史有助理解為什麼。那是在1940年代，所有人程式設計使用的都是機器碼，程式全都是位模式。生活在十八層地獄第十八層的程式設計師必須不斷地翻譯這些模式。而當組合語言中引入了符號名之後，程式設計一下子簡單了一千倍。

即使是到了今天，程式設計師們也不喜歡類似這樣的宣告：

char input_string[81];

這裡的81就是一個“魔法數字”。這個數是從哪兒來的？更好的做法是使用#define或enum語句來控制數字的使用。

#define SCREEN_WIDTH 80

SCREEN_WIDTH比81更好理解，如果你想將來重置這個寬度，只要修改一行程式碼即可。而且修改之後就能夠自動地反映到類似下面這樣的語句當中：

int input_string[SCREEN_WIDTH + 1];

3：別太依賴整數除法（除非你就想那麼做）

在不想儲存分數的情況下，整型（在C/C++語系中是int，以及short、long和現在的long long）是比較好的選擇———但我們這裡不談小數。

不過，有時候整數在位於一個長表示式中時也會牽扯到小數。下面就是我的書《深入淺出C++（第2版）》（C++ Without Fear）中的一行程式碼：

cout << results / (n / 10);

這個程式用於生成0到9之間的隨機數，每個數字出現的概率應該是1/10。這裡是用每個數字實際出現的次數除以期望它出現的次數。比如，如果3的results（出現的實際次數）是997，而總共進行了10 000次測試，那麼就是用997除以期望它出現的次數：1000。

此時的results、n和10都是整數。因此，997除以1000後得到的是0！

……等等，我們覺得應該得0.997啊。怎麼回事？

整數除法向下舍入，於是會得到一個完美的整數。餘數呢？扔了。好像也不是完全沒有道理。C++提供了兩種 獨立的除法操作：除和求餘。

int dividend = n / m;   //儲存比例
int remainder = n % m;  //儲存餘數

噢——對了，前面那行程式碼中使用了一個“魔法數字”——10，我暈~$#@&^！好了，下一條要訣我們就聊聊這個更麻煩的事兒：資料丟失。

4：記住利用資料提升來控制結果

在混有整數和浮點數的表示式中，整數運算數會被提升為double型。因此，下面的表示式可以得到我們想要的結果：

cout << results / (n / 10.0);

注意，雖然並沒有小數，但這裡用了10.0，就是為了把它儲存為double型。這樣，C++就會把n和results也提升為double型，最終達到執行浮點除法的目的：

另一種達到目的的方法是轉型資料：

cout << results / (n / (double) 10);
cout << results / (n / static_cast<double>(10));

5：不要使用非布林條件（除非你會留意）

C語言最初是為了編寫作業系統而設計的，因而它賦予了程式設計師很大的自由，不僅可以在機器碼的層面上運算元據（通過使用指標），還可以寫出快捷方法。快捷方法對於初學者是很危險的，但對於知道該怎麼用的程式設計師來說，有時候則非常可心。但願他們心甘情願活在危險之中。

比如，下面是“做N次……”的一種最優雅的快捷寫法：

while (n--){
    do_something();
}

實際上還可以寫得更短：

while (n--) do_something();

同樣，無論怎樣寫，都是基於一條相同的規則：C和C++中的任何數值都可以作為條件來用。當每次迴圈遞減1，每次迴圈遞減1，直到n變成0時，迴圈結束。不過，這裡有問題：如果n一開始就是負值呢？那剛才看到的那個迴圈就會永遠迴圈下去，至少是可以迴圈到記憶體溢位之前的最小負值。這會破壞你的好心情的。

一般來說，只有嚴格意義上的Boolean（也就是true或false）表示式才能用作條件：

while (n-- > 0){
    do_something();
}

不過也有一個例外。當某個操作失敗時，將指標設定為NULL（也就是0），那這個簡寫方式就能起作用。實際上，NULL意味著false。在連結串列結構中，空指標也可以用來表示列表的結束，就是讓它的next_node成員指向不存在的地方（nowhere；1950年和1960年的時候，說是指向Nowheresville）。在下面這種情況下，空指標意味著開啟檔案失敗：

if (! file_pointer){
    cout << "File open failed.";
    return ERROR_CODE;
}

提醒一句，你應該在這個條件中使用一個賦值語句：

if (! (file_pointer = open_the_file(args)){
    cout << "File open failed.";
    return ERROR_CODE;
}

（To be continued!）

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