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高质量C++/C编程指南-第6章-函数设计(3)

时间:2007-05-06 林锐

对于相加函数,应当用“值传递”的方式返回String对象。如果改用“引用传递”,那么函数返回值是一个指向局部对象temp的“引用”。由于temp在函数结束时被自动销毁,将导致返回的“引用”无效。例如:

c = a + b;

此时 a + b 并不返回期望值,c什么也得不到,流下了隐患。

6.3 函数内部实现的规则
不同功能的函数其内部实现各不相同,看起来似乎无法就“内部实现”达成一致的观点。但根据经验,我们可以在函数体的“入口处”和“出口处”从严把关,从而提高函数的质量。

l 【规则6-3-1】在函数体的“入口处”,对参数的有效性进行检查。

很多程序错误是由非法参数引起的,我们应该充分理解并正确使用“断言”(assert)来防止此类错误。详见6.5节“使用断言”。

l 【规则6-3-2】在函数体的“出口处”,对return语句的正确性和效率进行检查。

如果函数有返回值,那么函数的“出口处”是return语句。我们不要轻视return语句。如果return语句写得不好,函数要么出错,要么效率低下。

注意事项如下:

(1)return语句不可返回指向“栈内存”的“指针”或者“引用”,因为该内存在函数体结束时被自动销毁。例如

char * Func(void)

{

char str[] = “hello world”; // str的内存位于栈上

return str; // 将导致错误

}

(2)要搞清楚返回的究竟是“值”、“指针”还是“引用”。

(3)如果函数返回值是一个对象,要考虑return语句的效率。例如

return String(s1 + s2);

这是临时对象的语法,表示“创建一个临时对象并返回它”。不要以为它与“先创建一个局部对象temp并返回它的结果”是等价的,如

String temp(s1 + s2);

return temp;

实质不然,上述代码将发生三件事。首先,temp对象被创建,同时完成初始化;然后拷贝构造函数把temp拷贝到保存返回值的外部存储单元中;最后,temp在函数结束时被销毁(调用析构函数)。然而“创建一个临时对象并返回它”的过程是不同的,编译器直接把临时对象创建并初始化在外部存储单元中,省去了拷贝和析构的化费,提高了效率。

类似地,我们不要将

return int(x + y); // 创建一个临时变量并返回它

写成

int temp = x + y;

return temp;

由于内部数据类型如int,float,double的变量不存在构造函数与析构函数,虽然该“临时变量的语法”不会提高多少效率,但是程序更加简洁易读。

6.4 其它建议
2 【建议6-4-1】函数的功能要单一,不要设计多用途的函数。

2 【建议6-4-2】函数体的规模要小,尽量控制在50行代码之内。

2 【建议6-4-3】尽量避免函数带有“记忆”功能。相同的输入应当产生相同的输出。

带有“记忆”功能的函数,其行为可能是不可预测的,因为它的行为可能取决于某种“记忆状态”。这样的函数既不易理解又不利于测试和维护。在C/C++语言中,函数的static局部变量是函数的“记忆”存储器。建议尽量少用static局部变量,除非必需。

2 【建议6-4-4】不仅要检查输入参数的有效性,还要检查通过其它途径进入函数体内的变量的有效性,例如全局变量、文件句柄等。

2 【建议6-4-5】用于出错处理的返回值一定要清楚,让使用者不容易忽视或误解错误情况。

6.5 使用断言
程序一般分为Debug版本和Release版本,Debug版本用于内部调试,Release版本发行给用户使用。

断言assert是仅在Debug版本起作用的宏,它用于检查“不应该”发生的情况。示例6-5是一个内存复制函数。在运行过程中,如果assert的参数为假,那么程序就会中止(一般地还会出现提示对话,说明在什么地方引发了assert)。

void *memcpy(void *pvTo, const void *pvFrom, size_t size)

{

assert((pvTo != NULL) && (pvFrom != NULL)); // 使用断言

byte *pbTo = (byte *) pvTo; // 防止改变pvTo的地址

byte *pbFrom = (byte *) pvFrom; // 防止改变pvFrom的地址

while(size -- > 0 )

*pbTo ++ = *pbFrom ++ ;

return pvTo;

}

示例6-5 复制不重叠的内存块

assert不是一个仓促拼凑起来的宏。为了不在程序的Debug版本和Release版本引起差别,assert不应该产生任何副作用。所以assert不是函数,而是宏。程序员可以把assert看成一个在任何系统状态下都可以安全使用的无害测试手段。如果程序在assert处终止了,并不是说含有该assert的函数有错误,而是调用者出了差错,assert可以帮助我们找到发生错误的原因。

很少有比跟踪到程序的断言,却不知道该断言的作用更让人沮丧的事了。你化了很多时间,不是为了排除错误,而只是为了弄清楚这个错误到底是什么。有的时候,程序员偶尔还会设计出有错误的断言。所以如果搞不清楚断言检查的是什么,就很难判断错误是出现在程序中,还是出现在断言中。幸运的是这个问题很好解决,只要加上清晰的注释即可。这本是显而易见的.