C++部分编程经验(转)

11.1 使用const提高函数的健壮性
看到const关键字，C++程序员首先想到的可能是const常量.这可不是良好的条件反射.如果只知道用const定义常量

，那么相当于把火药仅用于制作鞭炮.const更大的魅力是它可以修饰函数的参数、返回值，甚至函数的定义体.

const是constant的缩写，“恒定不变”的意思.被const修饰的东西都受到强制保护，可以预防意外的变动，能提高

程序的健壮性.所以很多C++程序设计书籍建议：“Use const whenever you need”. 

11.1.1 用const修饰函数的参数

如果参数作输出用，不论它是什么数据类型，也不论它采用“指针传递”还是“引用传递”，都不能加const修饰，

否则该参数将失去输出功能.

const只能修饰输入参数： 

如果输入参数采用“指针传递”，那么加const修饰可以防止意外地改动该指针，起到保护作用.

例如StringCopy函数：

void StringCopy(char *strDestination, const char *strSource);
其中strSource是输入参数，strDestination是输出参数.给strSource加上const修饰后，如果函数体内的语句试图

改动strSource的内容，编译器将指出错误.

如果输入参数采用“值传递”，由于函数将自动产生临时变量用于复制该参数，该输入参数本来就无需保护，所以

不要加const修饰.

例如不要将函数void Func1(int x) 写成void Func1(const int x).同理不要将函数void Func2(A a) 写成void

Func2(const A a).其中A为用户自定义的数据类型.

对于非内部数据类型的参数而言，象void Func(A a) 这样声明的函数注定效率比较底.因为函数体内将产生A类型的

临时对象用于复制参数a，而临时对象的构造、复制、析构过程都将消耗时间.

为了提高效率，可以将函数声明改为void Func(A &a)，因为“引用传递”仅借用一下参数的别名而已，不需要产生

临时对象.但是函数void Func(A &a) 存在一个缺点：“引用传递”有可能改变参数a，这是我们不期望的.解决这个

问题很容易，加const修饰即可，因此函数最终成为void Func(const A &a).

以此类推，是否应将void Func(int x) 改写为void Func(const int &x)，以便提高效率？完全没有必要，因为内

部数据类型的参数不存在构造、析构的过程，而复制也非常快，“值传递”和“引用传递”的效率几乎相当.

问题是如此的缠绵，我只好将“const &”修饰输入参数的用法总结一下 

1,对于非内部数据类型的输入参数，应该将“值传递”的方式改为“const引用传递”，目的是提高效率.例如将

void Func(A a) 改为void Func(const A &a).

2,对于内部数据类型的输入参数，不要将“值传递”的方式改为“const引用传递”.否则既达不到提高效率的目的

，又降低了函数的可理解性.例如void Func(int x) 不应该改为void Func(const int &x). 

“const &”修饰输入参数的规则 

11.1.2 用const修饰函数的返回值 

如果给以“指针传递”方式的函数返回值加const修饰，那么函数返回值(即指针)的内容不能被修改，该返回值只能

被赋给加const修饰的同类型指针.

例如函数

const char * GetString(void);
如下语句将出现编译错误：

char *str = GetString();
正确的用法是

const char *str = GetString();
如果函数返回值采用“值传递方式”，由于函数会把返回值复制到外部临时的存储单元中，加const修饰没有任何价

值.

例如不要把函数int GetInt(void) 写成const int GetInt(void).

同理不要把函数A GetA(void) 写成const A GetA(void)，其中A为用户自定义的数据类型.

如果返回值不是内部数据类型，将函数A GetA(void) 改写为const A & GetA(void)的确能提高效率.但此时千万千

万要小心，一定要搞清楚函数究竟是想返回一个对象的“拷贝”还是仅返回“别名”就可以了，否则程序会出错.见

6.2节“返回值的规则”.

函数返回值采用“引用传递”的场合并不多，这种方式一般只出现在类的赋值函数中，目的是为了实现链式表达.

例如

   class A
    {
           …
          A & operate = (const A &other); // 赋值函数
    };

   A a, b, c; // a, b, c 为A的对象
    …
    a = b = c; // 正常的链式赋值
    (a = b) = c; // 不正常的链式赋值，但合法

如果将赋值函数的返回值加const修饰，那么该返回值的内容不允许被改动.上例中，语句 a = b = c仍然正确，但

是语句 (a = b) = c 则是非法的. 

11.1.3 const成员函数

任何不会修改数据成员的函数都应该声明为const类型.如果在编写const成员函数时，不慎修改了数据成员，或者调

用了其它非const成员函数，编译器将指出错误，这无疑会提高程序的健壮性.

以下程序中，类stack的成员函数GetCount仅用于计数，从逻辑上讲GetCount应当为const函数.编译器将指出

GetCount函数中的错误.

   

 class Stack
    {
    public:
        void Push(int elem);
        int Pop(void);
        int GetCount(void) const; // const成员函数
        
    private:
        int m_num;
        int m_data[100];
    };
    
    int Stack::GetCount(void) const
    {
        ++ m_num; // 编译错误，企图修改数据成员m_num
        Pop(); // 编译错误，企图调用非const函数
        return m_num;
    }

 const成员函数的声明看起来怪怪的：const关键字只能放在函数声明的尾部，大概是因为其它地方都已经被占用了.

11.2 提高程序的效率
程序的时间效率是指运行速度，空间效率是指程序占用内存或者外存的状况.

全局效率是指站在整个系统的角度上考虑的效率，局部效率是指站在模块或函数角度上考虑的效率.

【规则11-2-1】不要一味地追求程序的效率，应当在满足正确性、可靠性、健壮性、可读性等质量因素的前提下，

设法提高程序的效率.

【规则11-2-2】以提高程序的全局效率为主，提高局部效率为辅.

【规则11-2-3】在优化程序的效率时，应当先找出限制效率的“瓶颈”，不要在无关紧要之处优化.

【规则11-2-4】先优化数据结构和算法，再优化执行代码.

【规则11-2-5】有时候时间效率和空间效率可能对立，此时应当分析那个更重要，作出适当的折衷.例如多花费一些

内存来提高性能.

【规则11-2-6】不要追求紧凑的代码，因为紧凑的代码并不能产生高效的机器码. 

11.3 一些有益的建议
【建议11-3-1】当心那些视觉上不易分辨的操作符发生书写错误.

我们经常会把“＝＝”误写成“＝”，象“||”、“&&”、“<=”、“>=”这类符号也很容易发生“丢1”失误.然

而编译器却不一定能自动指出这类错误.

【建议11-3-2】变量(指针、数组)被创建之后应当及时把它们初始化，以防止把未被初始化的变量当成右值使用.

【建议11-3-3】当心变量的初值、缺省值错误，或者精度不够.

【建议11-3-4】当心数据类型转换发生错误.尽量使用显式的数据类型转换(让人们知道发生了什么事)，避免让编译

器轻悄悄地进行隐式的数据类型转换.

【建议11-3-5】当心变量发生上溢或下溢，数组的下标越界.

【建议11-3-6】当心忘记编写错误处理程序，当心错误处理程序本身有误.

【建议11-3-7】当心文件I/O有错误.

【建议11-3-8】避免编写技巧性很高代码.

【建议11-3-9】不要设计面面俱到、非常灵活的数据结构.

【建议11-3-10】如果原有的代码质量比较好，尽量复用它.但是不要修补很差劲的代码，应当重新编写.

【建议11-3-11】尽量使用标准库函数，不要“发明”已经存在的库函数.

【建议11-3-12】尽量不要使用与具体硬件或软件环境关系密切的变量.

【建议11-3-13】把编译器的选择项设置为最严格状态.

【建议11-3-14】如果可能的话，使用PC-Lint、LogiScope等工具进行代码审查.

 

参考文献
[Cline] Marshall P. Cline and Greg A. Lomow, C++ FAQs, Addison-Wesley, 1995
[Eckel] Bruce Eckel, Thinking in C++(C++ 编程思想，刘宗田 等译)，机械工业出版社，2000
[Maguire] Steve Maguire, Writing Clean Code(编程精粹，姜静波 等译)，电子工业出版社，1993
[Meyers] Scott Meyers, Effective C++, Addison-Wesley, 1992
[Murry] Robert B. Murry, C++ Strategies and Tactics, Addison-Wesley, 1993
[Summit] Steve Summit, C Programming FAQs, Addison-Wesley, 1996