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C++ Builder 研究--高质量C++/C编程指南(第4章 表达式和基本语句)

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

 

 

 

 

 

( ) [ ] -> . 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

 

【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。
【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
【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;
【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

 

【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


【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

 

【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

 

【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。
【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

 

【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。

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

表4-4(c) 效率低但程序简洁 表4-4(d) 效率高但程序不简洁

 

 

4.5 for 语句的循环控制变量


【规则4-5-1】不可在for 循环体内修改循环变量,防止for 循环失去控制。
【建议4-5-1】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4-5(a)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4-5(b)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4-5(a)的写法更加直观,尽管两者的功能是相同的。

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

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

}

示例4-5(a) 循环变量属于半开半闭区间 示例4-5(b) 循环变量属于闭区间

 

 

4.6 switch语句

 

有了if语句为什么还要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。这是switch语句存在的理由。
switch语句的基本格式是:
switch (variable)
{
case value1 : …
break;
case value2 : …
break;

default : …
break;
}
【规则4-6-1】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)。
【规则4-6-2】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。

 

4.7 goto语句

 

自从提倡结构化设计以来,goto就成了有争议的语句。首先,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。其次,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咻地一下子跳到外面,用不着写很多次的break语句; 例如
{ …
{ …
{ …
goto error;
}
}
}
error:

就象楼房着火了,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。

设计模式之Mediator

设计模式之Mediator(中介者)

Mediator定义:
用一个中介对象来封装一系列关于对象交互行为.

为何使用Mediator?
各个对象之间的交互操作非常多;每个对象的行为操作都依赖彼此对方,修改一个对象的行为,同时会涉及到修改很多其他对象的行为,如果使用Mediator模式,可以使各个对象间的耦合松散,只需关心和 Mediator的关系,使多对多的关系变成了一对多的关系,可以降低系统的复杂性,提高可修改扩展性.

如何使用?

首先 有一个接口,用来定义成员对象之间的交互联系方式:

public interface Mediator { }

Meiator具体实现,真正实现交互操作的内容:

public class ConcreteMediator implements Mediator {

   //假设当前有两个成员.
   private ConcreteColleague1 colleague1 = new ConcreteColleague1();
   private ConcreteColleague2 colleague2 = new ConcreteColleague2();

   ...

}

再看看另外一个参与者:成员,因为是交互行为,都需要双方提供一些共同接口,这种要求在Visitor Observer等模式中都是相同的.

public class Colleague {
   private Mediator mediator;
   public Mediator getMediator() {
      return mediator;
   }

   public void setMediator( Mediator mediator ) {
      this.mediator = mediator;
   }
}

public class ConcreteColleague1 { }

public class ConcreteColleague2 { }

每个成员都必须知道Mediator,并且和 Mediator联系,而不是和其他成员联系.

至此,Mediator模式框架完成,可以发现Mediator模式规定不是很多,大体框架也比较简单,但实际使用起来就非常灵活.

Mediator模式在事件驱动类应用中比较多,例如界面设计GUI.;聊天,消息传递等,在聊天应用中,需要有一个MessageMediator,专门负责request/reponse之间任务的调节.

Mvc是J2EE的一个基本模式,View Controller是一种Mediator,它是Jsp和服务器上应用程序间的Mediator.