C++编程规范 5 作用域、模板和C++其他特性

5 作用域、模板和C++其他特性

  5.1  作用域

原则5.1 使用名字空间进行归类，避免符号冲突

说明：名字空间主要解决符号冲突问题。

示例：两个不同项目的全局作用域都有一个类 Foo, 这样在编译或运行时造成冲突。如果每个项目将

代码置于不同名字空间中

    namespace  project1
    {
       class  Foo;
       //…
    }
    namespace  project2
    {
       class  Foo;
       //…
    }
作为不同符号自然不会冲突：project1::Foo 和 project2::Foo。

建议名字空间的名称采用全小写，为避免冲突，可采用项目(产品部件)或目录结构。

用名字空间把整个源文件封装起来, 以区别于其它名字空间，但是这些内容除外：文件包含(include),

全局标识的声明/定义以及类的前置声明。

示例：

    #include "a.h"
    DEFINE_bool(someflag, false, “dummy flag”);
   class C;                 //全局名字空间中类C的前置声明
    namespace a{class A;}    //a::A 的前置声明
    //以上代码就不要放在名字空间b中。
    namespace b
    {
        //b中的代码…
    } //namespace b

规则5.1 不要在头文件中或者#include之前使用using指示符

说明：使用using会影响后续代码，易造成符号冲突，所以不要在头文件以及源文件中的#include之前

使用using。

示例：

    //头文件a.h
    namespace A
    {
        int f(int);
    }
    //头文件b.h
    namespace B
    {
        int f(int);
    }
    using namespace B;
    void g()
    {
        f(1);
    }

    //源代码a.cpp
    #include “a.h”
    using namespace A;
    #include “b.h”
    void main()
    {
       g();//using namespace A在#include “b.h”之前，引发歧意：A::f，B::f调用不明确
    }

建议5.1 尽量少使用嵌套类

说明：一个类在另一个类中定义，这样的类被称为嵌套类。嵌套类是其外围类的成员，嵌套类也被称

为成员类。

    class Foo
    {
    private:
        //Bar是嵌套在Foo中的成员类
       class Bar
        {
           //…
        };
    };
跟其它类一样，嵌套类可以声明为public、priate和protected属性，因此，从外部访问嵌套类，遵循

类成员的访问规则。

一般来说，应该尽量少用嵌套类。嵌套类最适合用来对它们的外层类实现细节建模(如：方便实现链表、

容器等算法)，且在这个类需要访问外围类所有成员(包括私有成员)时才使用嵌套类。 不要通过嵌套
类来进行命名分组，应该使用名字空间。

建议5.2 尽可能不使用局部类

说明：定义在函数体内的类称为局部类。局部类只在定义它的局部域内可见。

局部类的成员函数必须被定义在类定义中，且不能超过15行代码。否则，代码将变得很难理解。

建议5.3 使用静态成员函数或名字空间内的非成员函数，避免使用全局函数

说明：非成员函数放在名字空间内可避免污染全局作用域。

如果你必须定义非成员函数, 又只是在 .cpp 文件中使用它, 也可使用static关键字 (如 static int

Foo() {...}) 限定其作用域。

建议5.4 避免class类型的全局变量，尽量用单件模式

说明：静态生存周期的对象, 包括全局变量, 静态变量, 静态类成员变量, 以及函数静态变量, 都必

须是原生数据类型 (POD : Plain Old Data)。

静态变量的构造函数, 析构函数以及初始化操作的调用顺序在C++标准中未明确定义,从而导致难以发

现的 bug。比如作用域结束时，某个静态变量已经被析构了，但其他代码还试图访问该变量，导致系

统崩溃。所以只允许 POD 类型的静态变量。同样，不允许用函数返回值来初始化静态变量。

  5.2  模板

模板可以衍生出一系列的类和函数，这是一种形式的代码复用。但要注意，这种形式的复用是源代码级

而不是目标代码级的。也就是说，对模板的每一次实例化都会产生一份新的源代码。与此相反，继承允

许复用基类的大部分目标代码。

滥用模板会造成三个后果：第一，代码规模的过度膨胀；第二，当修改模板时，很难预料是否会对原先

正常工作的代码造成不良影响；第三，很难确保模板所有可能的合法实例化都能正常工作。所以模板的

使用要仔细且有节制。

建议5.5 谨慎使用模板，只使用模板的基础特性

说明：模板对编译器的要求很高，当前对模板100%支持的编译器几乎没有，因此，使用前应作测试，

特别是涉及偏特化，模板参数等高级特性时。

模板的错误提示比较难懂，产生的错误要映射回模板后才能显示给编程者看，但映射毕竟不是错代码

本身，所以有时很难看懂，有时甚至失真，对于人员素质要求也高，增加了维护难度。

建议5.6 注意使用模板的代码膨胀

说明：模板会为每个类型产生一个实例，如果使用不当，会产生过多实例，特别是根据常量实例化时。

建议5.7 模板类型应该使用引用或指针

说明：实例化和参数传递复杂类型(结构体，对象)，传值的代价很高；引用和指针可以提高效率。

建议5.8 模板如果有约束条件，请在模板定义处显式说明

说明：编译对模板的检查较弱，很难保证检察所有错误，因此进行显式说明可以减少模板使用错误。
建议5.9 两个模块之间接口中尽量不要暴露模板

说明：因为在编译器优化选项打开的情况下，其编译的符号为不确定，导致依赖。

  5.3  其他

规则5.2 不要在extern "C"内部使用#include包含其他头文件

说明：在C++代码中调用C的库文件，需要用extern "C"来告诉编译器：这是一个用C写成的库文件，请

用C的方式来链接它们。

严格的讲，只应该把函数、变量以及函数类型这三种对象放置于extern "C"的内部。

如果把#include指令放在extern "C"里面，可能会导致extern "C"嵌套而带来如下几个风险：

extern "C"嵌套过深，导致编译错误

extern "C"嵌套后，改变其他某些文件的编译链接方式

建议5.10 避免使用友元

说明：友元扩大了 (但没有打破) 类的封装边界。友元会导致类间强耦合，打破封装，暴露出具体实

现，从而使友元和类的实现紧耦合；友元不可继承，降低可继承性。

例外：某些情况下, 相对于将类成员声明为public, 使用友元是更好的选择, 尤其是你只允许另一个

类访问该类的私有成员时。

建议5.11 避免使用RTTI

说明：RTTI允许在运行时识别对象的类型。使用RTTI很容易违反“开放封闭原则”。如果要根据派生

类的类型来确定执行不同逻辑代码, 虚函数无疑更合适，在对象内部就可以处理类型识别问题；如果

要在对象外部的代码中判断类型, 考虑使用双重分派方案, 如访问者模式，在对象本身之外确定类的

类型。所以，不建议使用RTTI，除非在一些特定场合如某些单元测试中会用到。

建议5.12 使用sizeof(变量)而不是sizeof(类型)

说明：使用 sizeof(varname)，当代码中变量类型改变时会自动更新。

    struct DATA data;
    memset(&data, 0, sizeof(data));
    memset(&data, 0, sizeof(DATA));  //当data改为其他类型时，出错。
另外，对数组来说，sizeof(数组变量) 并不一定是元素的个数，元素个数是sizeof(数组变

量)/sizeof(数组变量[0])。