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C++信徒的摩西十戒

編輯:關於C++

這是C++信徒的摩西十戒,雖然說的是十戒,實際上有十四條,但這十四條都值得將其銘刻在顯示器的邊緣,供C++程序員們每日膜拜。我要將其銘刻在我的blog裡,銘刻在我的記憶裡,直到它們成為我思維的一部分。

第0條:不要拘泥於細節(了解哪些東西不應該標准化)

·縮進:不必規定如何縮進,每個人遵從一個自己喜歡的規則即可。

·行長:今天已經沒有太大的必要限制80個字符了,當然,越有利於閱讀越好。

·命名:不要太嚴苛,除了宏應該全部大寫外,別的只要遵從某種大家接受的風格即可。常見的風格有2種,一種是連字符連接全部小寫的單詞,另一種是單詞首字母大寫。如果需要使用各種第三方庫,基本上很難保持一種風格。在一定的范圍內保持一致,目標是使得閱讀更容易即可。

·注釋:不要規定注釋的格式。不過,使用doxygen語法的注釋是個好主意,我一直用doxygen產生文檔。

·匈牙利記法:很高興,我為自己厭惡的東西找到了支持我的同盟軍。在C++語言中借助一點小伎倆來表達類型是無益的,C++壓根就不需要這些,它只會帶來混亂。

·單入口單出口:在支持異常和確定性析構的C++世界,這是多余的。

在這裡,旗幟鮮明地反對了兩樣東西:匈牙利記法和單入單出原則。

第1條:在高警告級別干淨利落地編譯

把編譯器的警告級別開到最大,並且能夠悄無聲息地生成結果。對於那種視警告如無物的人,關門!放狗!也不要輕易的在源代碼中關閉編譯器警告。

·對於第三方庫,在包含文件周圍加以屏蔽即可。

·未使用參數:不提供該參數名稱即可。

·未使用的變量:插入一個該變量的表達式即可。這算是一個慣用法了,會比較多的用到。

·變量未初始化:初始化。需要通過一個過程來初始化的例外,即形如:obj; init_obj(obj);

·某些分支沒有return返回值。在這些分支上加入斷言:assert(false);再接一個return返回值。

·有、無符號不匹配。如果無法避免,預先寫好強制轉換。個人認為,盡量避免無符號數,即使是處理理論上就沒有符號的數據,有符號數適應性更好。幾乎沒有必要使用無符號數---除了某些位操作。

第2條:使用自動構建系統

這個就是DailyBuild嘛!對一個團隊項目而言,DailyBuild就是心跳,它應該可以通過一個按鈕或是一條命令就能構建出整個系統。您的心跳正常嗎?這裡的關鍵是:只要一個操作就能完成所有工作。

第3條:使用版本控制系統

還有那個團隊沒有使用vcs?如果沒有,“盲人騎瞎馬,夜半臨深池”,真是極好的寫照。

第4條:在代碼審查上投入

很多團隊其實是沒有有效的代碼審查的。亮出自己的代碼,閱讀別人的代碼,這也是熟悉整個項目的好方法。把代碼投影在牆上,幾個人坐下來一起評論也是有效的方法。

第5條:一個實體應該只有一個緊湊的職責

單一職責原則。這個原則並不那麼容易執行,即使是STL這樣的程序庫,也一樣會犯違反該原則的錯誤。在這裡,舉了兩個違反這一原則的著名實現:realloc和stl 中的basic_string。不過,對於basic_string,我想比起MFC中的CString還是好了不少。在《Exceptional C++ style》中,對basic_string作了剖析,並且得出一個普遍的原則:盡量將函數實現為獨立的函數而不是成員函數。

嘗試用一句話來說明一個模塊的功能,既不多,也不少。如果無法用這樣的一句話加以概括,那麼重新考慮規劃該模塊的職責。

第6條:正確、簡單和清晰第一

簡單的說,堅持KISS原則:正確優於速度,簡單優於復雜,清晰優於機巧,安全優於不安全。

·程序必須為閱讀它的人編寫,只是順便用於機器執行 * 編寫程序應該以人為本,計算機第二。

·計算機系統中最便宜、最快速、最可靠的組件都還不存在。

·......簡單設計的重要性怎麼強調也不過分。

·使一個正確的程序變快,比使一個快速的程序正確要容易的多。

·避免使用程序設計語言的冷僻特性,應該使用最簡單的有效技術。

·不要毫無節制地重載運算符。

·不要濫用匿名變量,合理使用命名變量。當然,這不是說連vector().swap(other)這樣的慣用法也要排斥。

·重構技術是改善代碼可讀性的有效手段。

第7條:編程中應知道何時和如何考慮可伸縮性

從字面上來看,這差不多等於外交辭令。答案無非是“適當的”時候“適當地”考慮可伸縮性。這非常依賴於軟件工程師的經驗和知識。所以,本條目也“適當地”回避了那種缺乏營養的教導,著重討論算法復雜度的選擇問題。

基本上,線性復雜度可以作為一個算法是否可選的分界點。值得花費精力避免選擇差於線性復雜度的算法,而不差於線性復雜度的算法則可以接受。所以,把性能放在嘴邊的兄弟們注意了,你的精力可別放錯了地方,高德納言猶在耳:不成熟的優化是程序設計中的萬惡之源。必要時,先努力優化復雜度(選擇好的算法----算法無用論者,去面壁!)。

順便提一句排序算法,通用排序算法的復雜度最好是O(NlgN),但是特定領域完全可以有更好復雜度的算法。

第8條:不要進行不成熟的優化

“不成熟的優化是程序設計中的萬惡之源” ----高德納引用的這句話這本書中出現了若干次,高德納在他的不朽名著《計算機程序設計藝術》中也一再強調了這一點,還說他以前程序中的許多錯誤都是關於不成熟優化的。看來,唯一在誘惑面前沒有墮落的,只有耶稣,即使是大師也無法抗拒。既然如此,建議把下面的話放在電腦桌面上: 讓一個正確的程序更快速,

比讓一個快速的程序正確,要容易的太多太多。

第9條:不要進行不成熟的劣化

什麼是不成熟的劣化呢?典型的有:

·在可以通過引用傳遞的時候,卻定義了通過值傳遞參數。

·在使用前綴++操作符很適合的場合,卻使用後綴版本。

·在構造函數中使用賦值操作而不是初始化列表。

關於第一條有一些例外,一般而言,不建議傳遞原生類型的引用(討論前提是傳值的程序語義沒有問題)。關於第二條,一些很老的C語言的書上有過後綴版本可能比前綴版本更快----當然,這只可能針對原生類型--的說法,忘記它吧,現代編譯器會輕而易舉的優化掉這之間的差異。而對於用戶定義類型,實現後綴形式的++和--操作符都意味著效率上的損失。習慣的力量是巨大的,養成使用前綴版本的習慣吧。

然而,要區別不成熟的優化和不成熟的劣化之間,需要足夠的訓練和基礎知識,這些知識可以從《Effective C++》,《More Effective C++》《Exceptional C++》《More Exceptional C++》中獲得。

第10條:盡量減少全局和共享數據

全局數據是應該努力避免的,它導致兩個問題:名字污染和遠程耦合。類的公有靜態變量只是解決了名字污染問題,並沒有解決遠程數據耦合問題。同樣,Singleton模式也存在遠程耦合問題。

全局數據通常就意味著共享,共享數據則意味著關系,意味著復雜性。再多線程中,對共享數據的訪問通常都需要串行化。

關於變量,一個比較深刻的看法是:一個算法使用的變量(命名的和匿名的)越少,就越好。這個變量包括局部變量。

第11條:信息隱藏

對於一個類,決不要將數據公開(數值聚合的struct 例外),也不要返回指向內部數據成員的指針或引用供外部代碼修改。通過提供抽象,我們將獲得插入不變式檢查的能力。

第12條:懂得何時和如何進行並發性編程

這個問題主要是考慮多線程和多進程的編程,我期待著並行程序設計進入C++的領域。要編寫正確、安全的多線程代碼並不簡單,特別是考慮到可移植性時,更是如此。

不過,本條目的題目太大了,很難在一個條目中描述完整,只能概述幾個要點:

·參考目標平台文檔,了解該平台的同步化原語。

·最好將平台原語用自己設計的抽象包裝起來

·確保正在使用的類型在多線程程序中使用是安全的

第13條:確保資源為對象所擁有。使用顯式的RAII和智能指針

好像是在《Imperfact C++》中說過:僅僅因為有RAII就值得使用C++。C++/CLI也強調引入確定性析構,確定性析構正式RAII得以實現的基礎之一。通過RAII我們能夠得到的遠遠超出一般程序員的想象,在討論異常安全代碼時,將進一步見識RAII的威力。

在實現RAII時,需要小心復制構造和賦值,編譯器的版本可能並不正確。另外,需要確保資源為對象所有,不要在一行分配一個以上的資源。下面的代碼是不安全的:

Fun(shared_ptr<Widget>(new Widget), shared_ptr<Widget>(new Widget));

取而代之的正確方法是:

shared_ptr<Widget> sp1(new Widget), sp2(new Widget);

Fun(sp1, sp2);

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