第19章
作者:林锐 更新:2021-12-03 17:32
很多程序员经不起“继承”的诱惑而犯下设计错误。
一只公鸡使劲地追打一只刚下了蛋的母鸡,你知道为什么吗?
因为母鸡下了鸭蛋。
本书3.3节讲过“运行正确”的程序不见得就是高质量的程序,此处就是一个例证。
6.1.3 虚函数与多态
除了继承外,C++的另一个优良特性是支持多态,即允许将派生类的对象当作基类的对象使用。如果A是基类,B和C是A的派生类,多态函数Test的参数是A的指针。那么Test函数可以引用A、B、C的对象。示例程序如下:
class A
{
public:
void Func1(void);
};
void Test(A *a)
{
a->Func1();
}
class B : public A
{
…
};
class C : public A
{
…
};
// Example
main()
{
A a;
B b;
C c;
Test(&a);
Test(&b);
Test(&c);
};
以上程序看不出“多态”有什么价值,加上虚函数和抽象基类后,“多态”的威力就显示出来了。
C++用关键字virtual来声明一个函数为虚函数,派生类的虚函数将覆盖(override)基类对应的虚函数的功能。示例程序如下:
class A
{
public:
virtual void Func1(void){ cout<< “This is A::Func1 \n”}
};
void Test(A *a)
{
a->Func1();
}
class B : public A
{
public:
virtual void Func1(void){ cout<< “This is B::Func1 \n”}
};
class C : public A
{
public:
virtual void Func1(void){ cout<< “This is C::Func1 \n”}
};
// Example
main()
{
A a;
B b;
C c;
Test(&a);// 输出 This is A::Func1
Test(&b); // 输出 This is B::Func1
Test(&c); // 输出 This is C::Func1
};
如果基类A定义如下:
class A
{
public:
virtual void Func1(void)=0;
};
那么函数Func1叫作纯虚函数,含有纯虚函数的类叫作抽象基类。抽象基类只管定义纯虚函数的形式,具体的功能由派生类实现。
结合“抽象基类”和“多态”有如下突出优点:
(1)应用程序不必为每一个派生类编写功能调用,只需要对抽象基类进行处理即可。这一招叫“以不变应万变”,可以大大提高程序的可复用性(这是接口设计的复用,而不是代码实现的复用)。
(2)派生类的功能可以被基类指针引用,这叫向后兼容,可以提高程序的可扩充性和可维护性。以前写的程序可以被将来写的程序调用不足为奇,但是将来写的程序可以被以前写的程序调用那可了不起。
6.2 良好的编程风格
内功深厚的武林高手出招往往平淡无奇。同理,编程高手也不会用奇门怪招写程序。良好的编程风格是产生高质量程序的前提。
6.2.1 命名约定
有不少人编程时用拼音给函数或变量命名,这样做并不能说明你很爱国,却会让用此程序的人迷糊(很多南方人不懂拼音,我就不懂)。程序中的英文一般不会太复杂,用词要力求准确。
匈牙利命名法是Microsoft公司倡导的 [Maguire 1993],虽然很烦琐,但用习惯了也就成了自然。没有人强迫你采用何种命名法,但有一点应该做到:自己的程序命名必须一致。
以下是我编程时采用的命名约定:
(1)宏定义用大写字母加下划线表示,如MAX_LENGTH;
(2)函数用大写字母开头的单词组合而成,如SetName, GetName ;
(3)指针变量加前缀p,如 *pNode ;
(4)BOOL 变量加前缀b,如 bFlag ;
(5)int 变量加前缀i,如 iWidth ;
(6)float 变量加前缀f,如 fWidth ;
(7)double变量加前缀d,如 dWidth ;
(8)字符串变量加前缀str,如 strName ;
(9)枚举变量加前缀e,如 eDrawMode ;
(10)类的成员变量加前缀m_,如 m_strName, m_iWidth ;
对于 int, float, double 型的变量,如果变量名的含义十分明显,则不加前缀,避免烦琐。如用于循环的int型变量 i,j,k ;float 型的三维坐标(x,y,z)等。(奇.书.网-整.理.提.供)
6.2.2 使用断言
程序一般分为Debug版本和Release版本,Debug版本用于内部调试,Release版本发行给用户使用。
断言assert是仅在Debug版本起作用的宏,它用于检查“不应该”发生的情况。以下是一个内存复制程序,在运行过程中,如果assert的参数为假,那么程序就会中止(一般地还会出现提示对话,说明在什么地方引发了assert)。
//复制不重叠的内存块
void memcpy(void *pvTo, void *pvFrom, size_t size)
{
void *pbTo = (byte *) pvTo;
void *pbFrom = (byte *) pvFrom;
assert( pvTo != NULL && pvFrom != NULL );
while(size - - > 0 )
*pbTo + + = *pbFrom + + ;
return (pvTo);
}
assert不是一个仓促拼凑起来的宏,为了不在程序的Debug版本和Release版本引起差别,assert不应该产生任何副作用。所以assert不是函数,而是宏。程序员可以把assert看成一个在任何系统状态下都可以安全使用的无害测试手段。
很少有比跟踪到程序的断言,却不知道该断言的作用更让人沮丧的事了。你化了很多时间,不是为了排除错误,而只是为了弄清楚这个错误到底是什么。有的时候,程序员偶尔还会设计出有错误的断言。所以如果搞不清楚断言检查的是什么,就很难判断错误是出现在程序中,还是出现在断言中。幸运的是这个问题很好解决,只要加上清晰的注释即可。这本是显而易见的事情,可是很少有程序员这样做。这好比一个人在森林里,看到树上钉着一块“危险”的大牌子。但危险到底是什么?树要倒?有废井?有野兽?除非告诉人们“危险”是什么,否则这个警告牌难以起到积极有效的作用。难以理解的断言常常被程序员忽略,甚至被删除。[Maguire 1993]
以下是使用断言的几个原则:
(1)使用断言捕捉不应该发生的非法情况。不要混淆非法情况与错误情况之间的区别,后者是必然存在的并且是一定要作出处理的。
(2)使用断言对函数的参数进行确认。
(3)在编写函数时,要进行反复的考查,并且自问:“我打算做哪些假定?”一旦确定了的假定,就要使用断言对假定进行检查。
(4)一般教科书都鼓励程序员们进行防错性的程序设计,但要记住这种编程风格会隐瞒错误。当进行防错性编程时,如果“不可能发生”的事情的确发生了,则要使用断言进行报警。
6.2.3 new、delete与指针
在C++中,操作符new用于申请内存,操作符delete用于释放内存。在C语言中,函数malloc用于申请内存,函数free用于释放内存。由于C++兼容C语言,所以new、delete、malloc、free都有可能一起使用。new能比malloc干更多的事,它可以申请对象的内存,而malloc不能。
C++和C语言中的指针威猛无比,用错了会带来灾难。对于一个指针p,如果是用new申请的内存,则必须用delete而不能用free来释放。
一只公鸡使劲地追打一只刚下了蛋的母鸡,你知道为什么吗?
因为母鸡下了鸭蛋。
本书3.3节讲过“运行正确”的程序不见得就是高质量的程序,此处就是一个例证。
6.1.3 虚函数与多态
除了继承外,C++的另一个优良特性是支持多态,即允许将派生类的对象当作基类的对象使用。如果A是基类,B和C是A的派生类,多态函数Test的参数是A的指针。那么Test函数可以引用A、B、C的对象。示例程序如下:
class A
{
public:
void Func1(void);
};
void Test(A *a)
{
a->Func1();
}
class B : public A
{
…
};
class C : public A
{
…
};
// Example
main()
{
A a;
B b;
C c;
Test(&a);
Test(&b);
Test(&c);
};
以上程序看不出“多态”有什么价值,加上虚函数和抽象基类后,“多态”的威力就显示出来了。
C++用关键字virtual来声明一个函数为虚函数,派生类的虚函数将覆盖(override)基类对应的虚函数的功能。示例程序如下:
class A
{
public:
virtual void Func1(void){ cout<< “This is A::Func1 \n”}
};
void Test(A *a)
{
a->Func1();
}
class B : public A
{
public:
virtual void Func1(void){ cout<< “This is B::Func1 \n”}
};
class C : public A
{
public:
virtual void Func1(void){ cout<< “This is C::Func1 \n”}
};
// Example
main()
{
A a;
B b;
C c;
Test(&a);// 输出 This is A::Func1
Test(&b); // 输出 This is B::Func1
Test(&c); // 输出 This is C::Func1
};
如果基类A定义如下:
class A
{
public:
virtual void Func1(void)=0;
};
那么函数Func1叫作纯虚函数,含有纯虚函数的类叫作抽象基类。抽象基类只管定义纯虚函数的形式,具体的功能由派生类实现。
结合“抽象基类”和“多态”有如下突出优点:
(1)应用程序不必为每一个派生类编写功能调用,只需要对抽象基类进行处理即可。这一招叫“以不变应万变”,可以大大提高程序的可复用性(这是接口设计的复用,而不是代码实现的复用)。
(2)派生类的功能可以被基类指针引用,这叫向后兼容,可以提高程序的可扩充性和可维护性。以前写的程序可以被将来写的程序调用不足为奇,但是将来写的程序可以被以前写的程序调用那可了不起。
6.2 良好的编程风格
内功深厚的武林高手出招往往平淡无奇。同理,编程高手也不会用奇门怪招写程序。良好的编程风格是产生高质量程序的前提。
6.2.1 命名约定
有不少人编程时用拼音给函数或变量命名,这样做并不能说明你很爱国,却会让用此程序的人迷糊(很多南方人不懂拼音,我就不懂)。程序中的英文一般不会太复杂,用词要力求准确。
匈牙利命名法是Microsoft公司倡导的 [Maguire 1993],虽然很烦琐,但用习惯了也就成了自然。没有人强迫你采用何种命名法,但有一点应该做到:自己的程序命名必须一致。
以下是我编程时采用的命名约定:
(1)宏定义用大写字母加下划线表示,如MAX_LENGTH;
(2)函数用大写字母开头的单词组合而成,如SetName, GetName ;
(3)指针变量加前缀p,如 *pNode ;
(4)BOOL 变量加前缀b,如 bFlag ;
(5)int 变量加前缀i,如 iWidth ;
(6)float 变量加前缀f,如 fWidth ;
(7)double变量加前缀d,如 dWidth ;
(8)字符串变量加前缀str,如 strName ;
(9)枚举变量加前缀e,如 eDrawMode ;
(10)类的成员变量加前缀m_,如 m_strName, m_iWidth ;
对于 int, float, double 型的变量,如果变量名的含义十分明显,则不加前缀,避免烦琐。如用于循环的int型变量 i,j,k ;float 型的三维坐标(x,y,z)等。(奇.书.网-整.理.提.供)
6.2.2 使用断言
程序一般分为Debug版本和Release版本,Debug版本用于内部调试,Release版本发行给用户使用。
断言assert是仅在Debug版本起作用的宏,它用于检查“不应该”发生的情况。以下是一个内存复制程序,在运行过程中,如果assert的参数为假,那么程序就会中止(一般地还会出现提示对话,说明在什么地方引发了assert)。
//复制不重叠的内存块
void memcpy(void *pvTo, void *pvFrom, size_t size)
{
void *pbTo = (byte *) pvTo;
void *pbFrom = (byte *) pvFrom;
assert( pvTo != NULL && pvFrom != NULL );
while(size - - > 0 )
*pbTo + + = *pbFrom + + ;
return (pvTo);
}
assert不是一个仓促拼凑起来的宏,为了不在程序的Debug版本和Release版本引起差别,assert不应该产生任何副作用。所以assert不是函数,而是宏。程序员可以把assert看成一个在任何系统状态下都可以安全使用的无害测试手段。
很少有比跟踪到程序的断言,却不知道该断言的作用更让人沮丧的事了。你化了很多时间,不是为了排除错误,而只是为了弄清楚这个错误到底是什么。有的时候,程序员偶尔还会设计出有错误的断言。所以如果搞不清楚断言检查的是什么,就很难判断错误是出现在程序中,还是出现在断言中。幸运的是这个问题很好解决,只要加上清晰的注释即可。这本是显而易见的事情,可是很少有程序员这样做。这好比一个人在森林里,看到树上钉着一块“危险”的大牌子。但危险到底是什么?树要倒?有废井?有野兽?除非告诉人们“危险”是什么,否则这个警告牌难以起到积极有效的作用。难以理解的断言常常被程序员忽略,甚至被删除。[Maguire 1993]
以下是使用断言的几个原则:
(1)使用断言捕捉不应该发生的非法情况。不要混淆非法情况与错误情况之间的区别,后者是必然存在的并且是一定要作出处理的。
(2)使用断言对函数的参数进行确认。
(3)在编写函数时,要进行反复的考查,并且自问:“我打算做哪些假定?”一旦确定了的假定,就要使用断言对假定进行检查。
(4)一般教科书都鼓励程序员们进行防错性的程序设计,但要记住这种编程风格会隐瞒错误。当进行防错性编程时,如果“不可能发生”的事情的确发生了,则要使用断言进行报警。
6.2.3 new、delete与指针
在C++中,操作符new用于申请内存,操作符delete用于释放内存。在C语言中,函数malloc用于申请内存,函数free用于释放内存。由于C++兼容C语言,所以new、delete、malloc、free都有可能一起使用。new能比malloc干更多的事,它可以申请对象的内存,而malloc不能。
C++和C语言中的指针威猛无比,用错了会带来灾难。对于一个指针p,如果是用new申请的内存,则必须用delete而不能用free来释放。
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