高质量C++-C编程指南---part4

上一篇 / 下一篇 2007-11-11 16:23:12 / 个人分类：C&C++

第4章表达式和基本语句

读者可能怀疑：连if、for、while、goto、switch这样简单的东西也要探讨编程风格，是不是小题大做？

我真的发觉很多程序员用隐含错误的方式写表达式和基本语句，我自己也犯过类似的错误。

表达式和语句都属于C++/C的短语结构语法。它们看似简单，但使用时隐患比较多。本章归纳了正确使用表达式和语句的一些规则与建议。

4.1 运算符的优先级

C++/C语言的运算符有数十个，运算符的优先级与结合律如表4-1所示。注意一元运算符 + - * 的优先级高于对应的二元运算符。

优先级	运算符	结合律
从高到低排列	( ) [ ] -> .	从左至右
	! ~ ++ -- （类型） sizeof + - * &	从右至左
	* / %	从左至右
	+ -	从左至右
	<< >>	从左至右
	< <= > >=	从左至右
	== !=	从左至右
	&	从左至右
	^	从左至右
	\|	从左至右
	&&	从左至右
	\|\|	从右至左
	?:	从右至左
	= += -= *= /= %= &= ^= \|= <<= >>=	从左至右

表4-1 运算符的优先级与结合律

l 【规则4-1-1】如果代码行中的运算符比较多，用括号确定表达式的操作顺序，避免使用默认的优先级。

由于将表4-1熟记是比较困难的，为了防止产生歧义并提高可读性，应当用括号确定表达式的操作顺序。例如：

word = (high << 8) | low

if ((a | b) && (a & c))

4.2 复合表达式

如 a = b = c = 0这样的表达式称为复合表达式。允许复合表达式存在的理由是：（1）书写简洁；（2）可以提高编译效率。但要防止滥用复合表达式。

l 【规则4-2-1】不要编写太复杂的复合表达式。

例如：

i = a >= b && c < d && c + f <= g + h ; // 复合表达式过于复杂

l 【规则4-2-2】不要有多用途的复合表达式。

例如：

d = (a = b + c) + r ;

该表达式既求a值又求d值。应该拆分为两个独立的语句：

a = b + c;

d = a + r;

l 【规则4-2-3】不要把程序中的复合表达式与“真正的数学表达式”混淆。

例如：

if (a < b < c) // a < b < c是数学表达式而不是程序表达式

并不表示

if ((a<b) && (b<c))

而是成了令人费解的

if ( (a<b)<c )

4.3 if 语句

if语句是C++/C语言中最简单、最常用的语句，然而很多程序员用隐含错误的方式写if语句。本节以“与零值比较”为例，展开讨论。

4.3.1 布尔变量与零值比较

l 【规则4-3-1】不可将布尔变量直接与TRUE、FALSE或者1、0进行比较。

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Visual C++ 将TRUE定义为1，而Visual Basic则将TRUE定义为-1。

假设布尔变量名字为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

其它的用法都属于不良风格，例如：

if (flag == TRUE)

if (flag == 1 )

if (flag == FALSE)

if (flag == 0)

4.3.2 整型变量与零值比较

l 【规则4-3-2】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)

不可模仿布尔变量的风格而写成

if (value) // 会让人误解 value是布尔变量

if (!value)

4.3.3 浮点变量与零值比较

l 【规则4-3-3】不可将浮点变量用“==”或“！=”与任何数字比较。

千万要留意，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，应当将

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）。

4.3.4 指针变量与零值比较

l 【规则4-3-4】应当将指针变量用“==”或“！=”与NULL比较。

指针变量的零值是“空”（记为NULL）。尽管NULL的值与0相同，但是两者意义不同。假设指针变量的名字为p，它与零值比较的标准if语句如下：

if (p == NULL) // p与NULL显式比较，强调p是指针变量

if (p != NULL)

不要写成

if (p == 0) // 容易让人误解p是整型变量

if (p != 0)

或者

if (p) // 容易让人误解p是布尔变量

if (!p)

4.3.5 对if语句的补充说明

有时候我们可能会看到 if (NULL == p) 这样古怪的格式。不是程序写错了，是程序员为了防止将 if (p == NULL) 误写成 if (p = NULL)，而有意把p和NULL颠倒。编译器认为 if (p = NULL) 是合法的，但是会指出 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;

改写为

if (condition)

{

return x;

}

else

{

return y;

}

或者改写成更加简练的

return (condition ? x : y);

4.4 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。本节重点论述循环体的效率。提高循环体效率的基本办法是降低循环体的复杂性。

l 【建议4-4-1】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。例如示例4-4(b)的效率比示例4-4(a)的高。

for (row=0; row<100; row++)

{

for ( col=0; col<5; col++ )

{

sum = sum + a[row][col];

}

for (col=0; col<5; col++ )

{

for (row=0; row<100; row++)

{

sum = sum + a[row][col];

}

示例4-4(a) 低效率：长循环在最外层示例4-4(b) 高效率：长循环在最内层

l 【建议4-4-2】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4-4(c)的程序比示例4-4(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4-4(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4-4(c)的写法比较好，因为程序更加简洁。