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int array1'SIZE1';
int array2'SIZE2';
};
枚举常量不会占用对象的存储空间,它们在编译时被全部求值。枚举常量的缺点是:它的隐含数据类型是整数,其最大值有限,且不能表示浮点数(如PI=3。14159)。
第6章 函数设计
函数是C++/C程序的基本功能单元,其重要性不言而喻。函数设计的细微缺点很容易导致该函数被错用,所以光使函数的功能正确是不够的。本章重点论述函数的接口设计和内部实现的一些规则。
函数接口的两个要素是参数和返回值。C语言中,函数的参数和返回值的传递方式有两种:值传递(pass by value)和指针传递(pass by pointer)。C++ 语言中多了引用传递(pass by reference)。由于引用传递的性质象指针传递,而使用方式却象值传递,初学者常常迷惑不解,容易引起混乱,请先阅读6。6节〃引用与指针的比较〃。
6。1 参数的规则
* 【规则6…1…1】参数的书写要完整,不要贪图省事只写参数的类型而省略参数名字。如果函数没有参数,则用void填充。
例如:
void SetValue(int width; int height); // 良好的风格
void SetValue(int; int); // 不良的风格
float GetValue(void); // 良好的风格
float GetValue(); // 不良的风格
* 【规则6…1…2】参数命名要恰当,顺序要合理。
例如编写字符串拷贝函数StringCopy,它有两个参数。如果把参数名字起为str1和str2,例如
void StringCopy(char *str1; char *str2);
那么我们很难搞清楚究竟是把str1拷贝到str2中,还是刚好倒过来。
可以把参数名字起得更有意义,如叫strSource和strDestination。这样从名字上就可以看出应该把strSource拷贝到strDestination。
还有一个问题,这两个参数那一个该在前那一个该在后?参数的顺序要遵循程序员的习惯。一般地,应将目的参数放在前面,源参数放在后面。
如果将函数声明为:
void StringCopy(char *strSource; char *strDestination);
别人在使用时可能会不假思索地写成如下形式:
char str'20';
StringCopy(str; 〃Hello World〃); // 参数顺序颠倒
* 【规则6…1…3】如果参数是指针,且仅作输入用,则应在类型前加const,以防止该指针在函数体内被意外修改。
例如:
void StringCopy(char *strDestination,const char *strSource);
* 【规则6…1…4】如果输入参数以值传递的方式传递对象,则宜改用〃const &〃方式来传递,这样可以省去临时对象的构造和析构过程,从而提高效率。
* 【建议6…1…1】避免函数有太多的参数,参数个数尽量控制在5个以内。如果参数太多,在使用时容易将参数类型或顺序搞错。
* 【建议6…1…2】尽量不要使用类型和数目不确定的参数。
C标准库函数printf是采用不确定参数的典型代表,其原型为:
int printf(const chat *format'; argument'。。。);
这种风格的函数在编译时丧失了严格的类型安全检查。
6。2 返回值的规则
* 【规则6…2…1】不要省略返回值的类型。
C语言中,凡不加类型说明的函数,一律自动按整型处理。这样做不会有什么好处,却容易被误解为void类型。
C++语言有很严格的类型安全检查,不允许上述情况发生。由于C++程序可以调用C函数,为了避免混乱,规定任何C++/ C函数都必须有类型。如果函数没有返回值,那么应声明为void类型。
* 【规则6…2…2】函数名字与返回值类型在语义上不可冲突。
违反这条规则的典型代表是C标准库函数getchar。
例如:
char c;
c = getchar();
if (c EOF)
。。。
按照getchar名字的意思,将变量c声明为char类型是很自然的事情。但不幸的是getchar的确不是char类型,而是int类型,其原型如下:
int getchar(void);
由于c是char类型,取值范围是'…128,127',如果宏EOF的值在char的取值范围之外,那么if语句将总是失败,这种〃危险〃人们一般哪里料得到!导致本例错误的责任并不在用户,是函数getchar误导了使用者。
* 【规则6…2…3】不要将正常值和错误标志混在一起返回。正常值用输出参数获得,而错误标志用return语句返回。
回顾上例,C标准库函数的设计者为什么要将getchar声明为令人迷糊的int类型呢?他会那么傻吗?
在正常情况下,getchar的确返回单个字符。但如果getchar碰到文件结束标志或发生读错误,它必须返回一个标志EOF。为了区别于正常的字符,只好将EOF定义为负数(通常为负1)。因此函数getchar就成了int类型。
我们在实际工作中,经常会碰到上述令人为难的问题。为了避免出现误解,我们应该将正常值和错误标志分开。即:正常值用输出参数获得,而错误标志用return语句返回。
函数getchar可以改写成 BOOL GetChar(char *c);
虽然gechar比GetChar灵活,例如 putchar(getchar()); 但是如果getchar用错了,它的灵活性又有什么用呢?
* 【建议6…2…1】有时候函数原本不需要返回值,但为了增加灵活性如支持链式表达,可以附加返回值。
例如字符串拷贝函数strcpy的原型:
char *strcpy(char *strDest,const char *strSrc);
strcpy函数将strSrc拷贝至输出参数strDest中,同时函数的返回值又是strDest。这样做并非多此一举,可以获得如下灵活性:
char str'20';
int length = strlen( strcpy(str; 〃Hello World〃) );
* 【建议6…2…2】如果函数的返回值是一个对象,有些场合用〃引用传递〃替换〃值传递〃可以提高效率。而有些场合只能用〃值传递〃而不能用〃引用传递〃,否则会出错。
例如:
class String
{。。。
// 赋值函数
String & operate=(const String &other);
// 相加函数,如果没有friend修饰则只许有一个右侧参数
friend String operate+( const String &s1; const String &s2);
private:
char *m_data;
}
String的赋值函数operate = 的实现如下:
String & String::operate=(const String &other)
{
if (this &other)
return *this;
delete m_data;
m_data = new char'strlen(other。data)+1';
strcpy(m_data; other。data);
return *this; // 返回的是 *this的引用,无需拷贝过程
}
对于赋值函数,应当用〃引用传递〃的方式返回String对象。如果用〃值传递〃的方式,虽然功能仍然正确,但由于return语句要把 *this拷贝到保存返回值的外部存储单元之中,增加了不必要的开销,降低了赋值函数的效率。例如:
String a;b;c;
。。。
a = b; // 如果用〃值传递〃,将产生一次 *this 拷贝
a = b = c; // 如果用〃值传递〃,将产生两次 *this 拷贝
String的相加函数operate + 的实现如下:
String operate+(const String &s1; const String &s2)
{
String temp;
delete temp。data; // temp。data是仅含'0'的字符串
temp。data = new char'strlen(s1。data) + strlen(s2。data) +1';
strcpy(temp。data; s1。data);
strcat(temp。data; s2。data);
return temp;
}
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。
* 【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〃。
* 【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