C++学习线路_C语言/C++基本语句编程风格

C++学习线路_C语言/C++基本语句编程风格 初学者阶段编程时,编写基本语句可能会有隐含错误的方式,基本语句主要针对if、for、while、goto、switch等,它们看似简单,但使用时隐患比较多,本文...

C++学习线路_C语言/C++基本语句编程风格

初学者阶段编程时,编写基本语句可能会有隐含错误的方式,基本语句主要针对if、for、while、goto、switch等,它们看似简单,但使用时隐患比较多,本文归纳了使用语句的一些规则和建议。

基本语句编程举例

  • if语句

if语句是C++/C语言中最简单、最常用的语句,然而很多编程人员用隐含错误的方式写if语句,本文以“与零值比较”为例,进行讨论。

(1)布尔变量与零值比较:不可将布尔变量直接与TRUE、FALSE或者1、0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VC++将TRUE定义为1,而VB则将TRUE定义为-1。

假设布尔变量名为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

其他的用法都属于不良风格,例如:


if(flag == TRUE)
if(flag == FALSE)
if(flag == 1 )
if(flag == 0 )

(2)整型变量与零值比较: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)

不可以模仿布尔变量的风格而写成:


if(value)
if(!value) //会让人误解value是布尔变量

(3)浮点变量与零值比较:不可以将浮点变量用“==”或“!=”与任何数字比较。

千万留意,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,应该将


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)指针变量与零值比较:应当将指针变量用“==”或“!=”与NULL比较。

指针变量的零值是“空”(记NULL)。尽管NULL的值与0相同,但二者的意义不同。假设指针变量名p,它与零值比较的标准if语句如下:


if(p == NULL)
if(p != NULL) //p与NULL显式比较,强调p是指针变量

不要写成:


if(p == 0)
if(p != 0) //容易让人误解p是整型变量

或者


if(p)
if(!p) //容易让人误解p是布尔变量

(5)对if语句的补充说明

有时候可能会看到if(NULL == p)这样古怪的格式。这样写能够防止将if(p == NULL)误写成if(p = NULL),而有意将p和NULL颠倒。编译器认为if(p = NULL)是合法的,但会指出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;

改写成


if(condition)
{
return x;
}
else
{
return y;
}

或者改成更加简练的:


return(condition ?x:y);

  • 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。提高循环体效率的基本方法是降低循环体的复杂性。

(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。例如下面代码示例b的效率就比示例a的高。

示例a:低效率(长循环在最外层)


for(row = 0; row < 100; row++)
{
for(col=0;col<5;col++)
{
sum = sum +a[row][col];
}
}

示例b:高效率(长循环在最内层)


for(col = 0; col < 5; col++)
{
for(row=0;row<100;row++)
{
sum = sum +a[row][col];
}
}

(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c的程序比示例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 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 c的写法比较好,因为程序更加简洁。

示例c:效率低但程序简洁


for(i = 0; i < N; i++)
{
if(condition)
DoSomthing();
else
DoSomthing();
}

示例d:效率高但程序不简洁


if (condition)
{
for (i=0; i<N; i++)
DoSomething();
}
else
{
for (i=0; i<N; i++)
DoSomething();
}

(3)for语句的循环控制变量

不可以在for循环体内修改循环变量,防止for循环失去控制

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e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f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e的写法更加直观,尽管两者的功能是相同的。

示例e:循环变量属于半开半闭区间


for(int x = 0;x < N; x++)
{
}

示例f:循环变量属于闭区间


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

  • 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。switch 语句基本格式:


switch(variable)
{
case value1:
break;
case value2:
break;
default:
break;
}

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)。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。

  • goto语句

自从提倡结构化设计以来,goto 就成了有争议的语句。

  • 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。

  • 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一下子跳到外面,用不着写很多次的 break 语句; 例如:


{
{
{
goto error;
}
}
}
error:

就像楼房着火了,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。

小结

主要针对if、for、while、goto、switch等基本语句使用时可能出现隐患问题,归纳了正确使用它们的一些规则和建议。如有不对留言指正 参考资料:林锐《 c/c++编程指南》

  • 发表于 2020-06-23 14:44
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