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高质量C/C++编程四(每日一贴)

Posted on 2007-04-08 18:49 济公 阅读(550) 评论(0)  编辑 收藏 引用 所属分类: C/C++
 第 4部分表达式和基本语句

读者可能怀疑:连if、for、while、goto、switch这样简单的东西也要探讨编程风格,是不是小题大做?我真的发觉很多程序员用隐含错误的方式写表达式和基本语句,我自己也犯过类似的错误。

表达式和语句都属于C++/C的短语结构语法。它们看似简单,但使用时隐患比较多。本章归纳了正确使用表达式和语句的一些规则与建议。 

4.1运算符的优先级

C++/C语言的运算符有数十个,运算符的优先级与结合律如表4-1所示。注意一元运算符+ -* 的优先级高于对应的二元运算符。

优先级

运算符

结合律

 

 

 

() [] ->

从左至右

! ~ ++ -- (类型)sizeof + - * &

从右至左

* / %

从左至右

+ -

从左至右

<< >>

从左至右

< <= > >=

从左至右

== !=

从左至右

&

从左至右

^

从左至右

|

从左至右

&&

从左至右

||

从右至左

?:

从右至左

= += -= *= /= %= &= ^= |= <<= >>=

从左至右

 

表4-1运算符的优先级与结合律

【规则 4-1-1】如果代码行中的运算符比较多,用括号确定表达式的操作顺序,避免使用默认的优先级。由于将表4-1熟记是比较困难的,为了防止产生歧义并提高可读性,应当用括号确定表达式的操作顺序。例如:
 

word = (high << 8) | low

if ((a | b) && (a & c))

4.2复合表达式

如 a = b = c = 0这样的表达式称为复合表达式。允许复合表达式存在的理由是:(1)书写简洁;(2)可以提高编译效率。但要防止滥用复合表达式。

【规则4-2-1】不要编写太复杂的复合表达式。

例如:

i = a >= b && c < d && c + f <= g + h ;// 复合表达式过于复杂

【规则4-2-2】不要有多用途的复合表达式。

例如:

d = (a = b + c) + r ;

该表达式既求a值又求d值。应该拆分为两个独立的语句:

a = b + c;

d = a + r;

【规则4-2-3】不要把程序中的复合表达式与“真正的数学表达式”混淆。

例如:

if (a < b < c)// a < b < c是数学表达式而不是程序表达式并不表示

if ((a<b) && (b<c))

而是成了令人费解的

if ( (a<b)<c )

4.3 if 语句

if语句是C++/C语言中最简单、最常用的语句,然而很多程序员用隐含错误的方式写if语句。本节以“与零值比较”为例,展开讨论。

4.3.1 布尔变量与零值比较

【规则4-3-1】不可将布尔变量直接与.. TRUE、FALSE或者1、0进行比较。根据布尔类型的语义,零值为“假”(记为.. FALSE),任何非零值都是“真”(记为TRUE)。TRUE的值究竟是什么并没有统一的标准。例如.. Visual C++将TRUE定义为1,而Visual Basic则将TRUE定义为-1。

假设布尔变量名字为flag,它与零值比较的标准if语句如下:

if (flag)// 表示flag为真

if (!flag) // 表示flag为假

其它的用法都属于不良风格,例如:

if (flag == TRUE)

if (flag == 1 )

if (flag == FALSE)

if (flag == 0)

4.3.2整型变量与零值比较

【规则4-3-2】应当将整型变量用“==”或“!=”直接与0比较。假设整型变量的名字为value,它与零值比较的标准if语句如下:

if (value == 0)

if (value != 0)

不可模仿布尔变量的风格而写成

if (value)// 会让人误解value是布尔变量

if (!value)

4.3.3浮点变量与零值比较

【规则4-3-3】不可将浮点变量用“==”或“!=”与任何数字比较。千万要留意,无论是float还是double类型的变量,都有精度限制。所以一定要避免将浮点变量用“==”或“!=”与数字比较,应该设法转化成“>=”或“<=”形式。假设浮点变量的名字为x,应当将if (x == 0.0)// 隐含错误的比较转化为 if ((x>=-EPSINON) && (x<=EPSINON))其中EPSINON是允许的误差(即精度)。

4.3.4指针变量与零值比较

【规则4-3-4】应当将指针变量用“==”或“!=”与NULL比较。

指针变量的零值是“空”(记为NULL)。尽管NULL的值与0相同,但是两者意义不同。假设指针变量的名字为p,它与零值比较的标准if语句如下:

if (p == NULL) // p与NULL显式比较,强调p是指针变量

if (p != NULL)

不要写成

if (p == 0) // 容易让人误解p是整型变量..

if (p != 0)

或者

if (p)// 容易让人误解.. p是布尔变量

if (!p)

4.3.5 对if语句的补充说明

有时候我们可能会看到if (NULL == p) 这样古怪的格式。不是程序写错了,是程序员为了防止将if (p == NULL) 误写成if (p = NULL),而有意把p和NULL颠倒。编译器认为if (p = NULL)是合法的,但是会指出if (NULL = p)是错误的,因为NULL不能被赋值。

程序中有时会遇到if/else/return的组合,应该将如下不良风格的程序

if (condition)

return x;

return y;

改写为

if (condition)

{

return x;

}

else

{

return y;

}

或者改写成更加简练的

return (condition ? x : y);

4.4循环语句的效率

C++/C循环语句中,for语句使用频率最高,while语句其次,do语句很少用。本节重点论述循环体的效率。提高循环体效率的基本办法是降低循环体的复杂性。

【建议 4-4-1】在多重循环中,如果有可能,应当将最长的循环放在最内层,最短的循环放在最外层,以减少CPU跨切循环层的次数。例如示例4-4(b)的效率比示例4-4(a)的高。 

 

For(row=0;row<100;row++)

{

For(col=0;col<5;col++)

{

    Sum=sum+a[row][col];

}

}

For(col=0;col<5;col++)

{

For(row=0;row<100;row++)

{

    Sum=sum+a[row][col];

}

}

示例4-4(a) 低效率:长循环在最外层示例4-4(b) 高效率:长循环在最内层
 

【建议 4-4-2】如果循环体内存在逻辑判断,并且循环次数很大,宜将逻辑判断移到循环体的外面。示例4-4(c)的程序比示例4-4(d)多执行了N-1次逻辑判断。并且由于前者老要进行逻辑判断,打断了循环“流水线”作业,使得编译器不能对循环进行优化处理,降低了效率。如果N非常大,最好采用示例4-4(d)的写法,可以提高效率。如果N非常小,两者效率差别并不明显,采用示例4-4(c)的写法比较好,因为程序更加简洁。

for (i=0; i<N; i++) if (condition)

{ {

if (condition)for (i=0; i<N; i++)

DoSomething(); DoSomething();

else}

DoOtherthing(); else

} {

for (i=0; i<N; i++)

DoOtherthing();

}

表.. 4-4(c)效率低但程序简洁

表.. 4-4(d) 效率高但程序不简洁..

4.5 for 语句的循环控制变量

【规则 4-5-1】不可在for 循环体内修改循环变量,防止for 循环失去控制。

【建议 4-5-1】建议for语句的循环控制变量的取值采用“半开半闭区间”写法。

示例4-5(a)中的x值属于半开半闭区间“0 =< x < N”,起点到终点的间隔为N,循环次数为N。示例4-5(b)中的x值属于闭区间“0 =< x <= N-1”,起点到终点的间隔为N-1,循环次数为N。相比之下,示例4-5(a)的写法更加直观,尽管两者的功能是相同的。

for (int x=0; x<N; x++) for (int x=0; x<=N-1; x++)

{ {

} }

示例4-5(a) 循环变量属于半开半闭区间示例.. 4-5(b) 循环变量属于闭区间

4.6 switch语句

有了if语句为什么还要switch语句?

switch是多分支选择语句,而if语句只有两个分支可供选择。虽然可以用嵌套的if语句来实现多分支选择,但那样的程序冗长难读。这是switch语句存在的理由。

switch语句的基本格式是:

switch (variable)

{

case value1 :

break;

case value2 :

break;

default :

break;

}

【规则 4-6-1】每个case语句的结尾不要忘了加break,否则将导致多个分支重叠(除非有意使多个分支重叠)。

【规则 4-6-2】不要忘记最后那个default分支。即使程序真的不需要default处理,也应该保留语句default : break;这样做并非多此一举,而是为了防止别人误以为你忘了default处理。

4.7 goto语句

自从提倡结构化设计以来,goto就成了有争议的语句。首先,由于goto语句可以灵活跳转,如果不加限制,它的确会破坏结构化设计风格。其次,goto语句经常带来错误或隐患。它可能跳过了某些对象的构造、变量的初始化、重要的计算等语句,例如:

goto state;

String s1, s2; // 被.. goto跳过

int sum = 0;// 被goto跳过

state:

如果编译器不能发觉此类错误,每用一次goto语句都可能留下隐患。

很多人建议废除C++/C的goto语句,以绝后患。但实事求是地说,错误是程序员自己造成的,不是goto的过错。goto 语句至少有一处可显神通,它能从多重循环体中咻地一下子跳到外面,用不着写很多次的.. break语句; 例如

{ .

{ .

{ .

goto error;

 

}

 

}

}

error:

就象楼房着火了,来不及从楼梯一级一级往下走,可从窗口跳出火坑。所以我们主张少用、慎用goto语句,而不是禁用。

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