高质量C++/C编程指南（七）

高质量C++/C编程指南（七）

整理：Ackarlix

附录A ：C++/C代码审查表

文件结构

重要性

审查项

结论

 

头文件和定义文件的名称是否合理？

 

 

头文件和定义文件的目录结构是否合理？

 

 

版权和版本声明是否完整？

 

重要

头文件是否使用了 ifndef/define/endif 预处理块?

 

 

头文件中是否只存放“声明”而不存放“定义”

 

 

……

 

程序的版式

重要性

审查项

结论

 

空行是否得体？

 

 

代码行内的空格是否得体？

 

 

长行拆分是否得体？

 

 

“{” 和 “}” 是否各占一行并且对齐于同一列？

 

重要

一行代码是否只做一件事？如只定义一个变量，只写一条语句。

 

重要

If、for、while、do等语句自占一行，不论执行语句多少都要加“{}”。

 

重要

在定义变量（或参数）时，是否将修饰符 * 和＆紧靠变量名？

 

 

注释是否清晰并且必要？

 

重要

注释是否有错误或者可能导致误解？

 

重要

类结构的public, protected, private顺序是否在所有的程序中保持一致？

 

 

……

 

命名规则

重要性

审查项

结论

重要

命名规则是否与所采用的操作系统或开发工具的风格保持一致？

 

 

标识符是否直观且可以拼读？

 

 

标识符的长度应当符合“min-length && max-information”原则？

 

重要

程序中是否出现相同的局部变量和全部变量？

 

 

类名、函数名、变量和参数、常量的书写格式是否遵循一定的规则？

 

 

静态变量、全局变量、类的成员变量是否加前缀？

 

 

……

 

表达式与基本语句

重要性

审查项

结论

重要

如果代码行中的运算符比较多，是否已经用括号清楚地确定表达式的操作顺序？

 

 

是否编写太复杂或者多用途的复合表达式？

 

重要

是否将复合表达式与“真正的数学表达式”混淆？

 

重要

是否用隐含错误的方式写if语句? 例如

（1）将布尔变量直接与TRUE、FALSE或者1、0进行比较。

（2）将浮点变量用“==”或“！=”与任何数字比较。

（3）将指针变量用“==”或“！=”与NULL比较。

 

 

如果循环体内存在逻辑判断，并且循环次数很大，是否已经将逻辑判断移到循环体的外面？

 

重要

Case语句的结尾是否忘了加break？

 

重要

是否忘记写switch的default分支？

 

重要

使用goto 语句时是否留下隐患? 例如跳过了某些对象的构造、变量的初始化、重要的计算等。

 

 

……

 

常量

重要性

审查项

结论

 

是否使用含义直观的常量来表示那些将在程序中多次出现的数字或字符串？

 

 

在C++ 程序中，是否用const常量取代宏常量？

 

重要

如果某一常量与其它常量密切相关，是否在定义中包含了这种关系？

 

 

是否误解了类中的const数据成员？因为const数据成员只在某个对象生存期内是常量，而对于整个类而言却是可变的。

 

 

……

 

函数设计

重要性

审查项

结论

 

参数的书写是否完整？不要贪图省事只写参数的类型而省略参数名字。

 

 

参数命名、顺序是否合理？

 

 

参数的个数是否太多？

 

 

是否使用类型和数目不确定的参数？

 

 

是否省略了函数返回值的类型？

 

 

函数名字与返回值类型在语义上是否冲突？

 

重要

是否将正常值和错误标志混在一起返回？正常值应当用输出参数获得，而错误标志用return语句返回。

 

重要

在函数体的“入口处”，是否用assert对参数的有效性进行检查？

 

重要

使用滥用了assert？例如混淆非法情况与错误情况，后者是必然存在的并且是一定要作出处理的。

 

重要

return语句是否返回指向“栈内存”的“指针”或者“引用”？

 

 

是否使用const提高函数的健壮性？const可以强制保护函数的参数、返回值，甚至函数的定义体。“Use const whenever you need”

 

 

……

 

内存管理

重要性

审查项

结论

重要

用malloc或new申请内存之后，是否立即检查指针值是否为NULL？（防止使用指针值为NULL的内存）

 

重要

是否忘记为数组和动态内存赋初值？（防止将未被初始化的内存作为右值使用）

 

重要

数组或指针的下标是否越界？

 

重要

动态内存的申请与释放是否配对？（防止内存泄漏）

 

重要

是否有效地处理了“内存耗尽”问题？

 

重要

是否修改“指向常量的指针”的内容？

 

重要

是否出现野指针？例如

（1）指针变量没有被初始化。

（2）用free或delete释放了内存之后，忘记将指针设置为NULL。

 

重要

是否将malloc/free 和 new/delete 混淆使用？

 

重要

malloc语句是否正确无误？例如字节数是否正确？类型转换是否正确？

 

重要

在创建与释放动态对象数组时，new/delete的语句是否正确无误？

 

 

……

 

C++ 函数的高级特性

重要性

审查项

结论

 

重载函数是否有二义性？

 

重要

是否混淆了成员函数的重载、覆盖与隐藏？

 

 

运算符的重载是否符合制定的编程规范？

 

 

是否滥用内联函数？例如函数体内的代码比较长，函数体内出现循环。

 

重要

是否用内联函数取代了宏代码？

 

 

……

 

类的构造函数、析构函数和赋值函数

重要性

审查项

结论

重要

是否违背编程规范而让C++ 编译器自动为类产生四个缺省的函数：（1）缺省的无参数构造函数；（2）缺省的拷贝构造函数；（3）缺省的析构函数；（4）缺省的赋值函数。

 

重要

构造函数中是否遗漏了某些初始化工作？

 

重要

是否正确地使用构造函数的初始化表？

 

重要

析构函数中是否遗漏了某些清除工作？

 

 

是否错写、错用了拷贝构造函数和赋值函数？

 

重要

赋值函数一般分四个步骤：（1）检查自赋值；（2）释放原有内存资源；（3）分配新的内存资源，并复制内容；（4）返回 *this。是否遗漏了重要步骤？

 

重要

是否正确地编写了派生类的构造函数、析构函数、赋值函数？注意事项：

（1）派生类不可能继承基类的构造函数、析构函数、赋值函数。

（2）派生类的构造函数应在其初始化表里调用基类的构造函数。

（3）基类与派生类的析构函数应该为虚（即加virtual关键字）。

（4）在编写派生类的赋值函数时，注意不要忘记对基类的数据成员重新赋值。

 

 

……

 

类的高级特性

重要性

审查项

结论

重要

是否违背了继承和组合的规则？

（1）若在逻辑上B是A的“一种”，并且A的所有功能和属性对B而言都有意义，则允许B继承A的功能和属性。

（2）若在逻辑上A是B的“一部分”（a part of），则不允许B从A派生，而是要用A和其它东西组合出B。

 

 

……

 

其它常见问题

重要性

审查项

结论

重要

数据类型问题：

（１）变量的数据类型有错误吗？

（２）存在不同数据类型的赋值吗？

（３）存在不同数据类型的比较吗？

 

重要

变量值问题：

（１）变量的初始化或缺省值有错误吗？

（２）变量发生上溢或下溢吗？

（３）变量的精度够吗？

 

重要

逻辑判断问题：

（１）由于精度原因导致比较无效吗？

（２）表达式中的优先级有误吗？

（３）逻辑判断结果颠倒吗？

 

重要

循环问题：

（１）循环终止条件不正确吗？

（２）无法正常终止（死循环）吗？

（３）错误地修改循环变量吗？

（４）存在误差累积吗？

 

重要

错误处理问题：

（１）忘记进行错误处理吗？

（２）错误处理程序块一直没有机会被运行？

（３）错误处理程序块本身就有毛病吗？如报告的错误与实际错误不一致，处理方式不正确等等。

（４）错误处理程序块是“马后炮”吗？如在被它被调用之前软件已经出错。

 

重要

文件I/O问题：

（１）对不存在的或者错误的文件进行操作吗？

（２）文件以不正确的方式打开吗？

（３）文件结束判断不正确吗？

（４）没有正确地关闭文件吗？

 

 

 

附录B ：C++/C试题

         本试题仅用于考查C++/C程序员的基本编程技能。内容限于C++/C常用语法，不涉及数据结构、算法以及深奥的语法。考试成绩能反映出考生的编程质量以及对C++/C的理解程度，但不能反映考生的智力和软件开发能力。

         笔试时间90分钟。请考生认真答题，切勿轻视。

 

一、请填写BOOL , float, 指针变量与“零值”比较的 if 语句。（10分）

提示：这里“零值”可以是0, 0.0 , FALSE或者“空指针”。例如 int 变量 n 与“零值”比较的 if 语句为：

    if ( n == 0 )

    if ( n != 0 )

以此类推。

 

请写出 BOOL flag 与“零值”比较的 if 语句：

 

 

请写出 float x 与“零值”比较的 if 语句：

 

 

 

请写出 char *p 与“零值”比较的 if 语句：

 

 

 

二、以下为Windows NT下的32位C++程序，请计算sizeof的值（10分）

 

         char str[] = “Hello” ;

         char   *p = str ;

int     n = 10;

请计算

sizeof (str ) =       

        

sizeof ( p ) =       

         

sizeof ( n ) =

void Func ( char str[100])

{

请计算

 sizeof( str ) =   

}

 

void *p = malloc( 100 );

请计算

sizeof ( p ) =

 

 

三、简答题（25分）

 

1、头文件中的 ifndef/define/endif 干什么用？

 

 

 

2、#include <filename.h>   和 #include “filename.h” 有什么区别？

 

 

 

3、const 有什么用途？（请至少说明两种）

 

 

 

4、在C++ 程序中调用被 C编译器编译后的函数，为什么要加 extern “C”声明？

 

 

 

 

5、请简述以下两个for循环的优缺点

 

// 第一个

for (i=0; i<N; i++)

{

if (condition)

    DoSomething();

else

    DoOtherthing();

}

// 第二个

if (condition)

{

for (i=0; i<N; i++)

    DoSomething();

}

else

{

    for (i=0; i<N; i++)

    DoOtherthing();

}

优点：

 

 

缺点：

 

 

 

优点：

 

 

缺点：

 

 

 

四、有关内存的思考题（20分）

 

void GetMemory(char *p)

{

p = (char *)malloc(100);

}

void Test(void)

{

char *str = NULL;

GetMemory(str); 

strcpy(str, "hello world");

printf(str);

}

 

请问运行Test函数会有什么样的结果？

答：

 

 

 

 

char *GetMemory(void)

{   

char p[] = "hello world";

return p;

}

void Test(void)

{

char *str = NULL;

str = GetMemory();  

printf(str);

}

 

请问运行Test函数会有什么样的结果？

答：

Void GetMemory2(char **p, int num)

{

*p = (char *)malloc(num);

}

void Test(void)

{

char *str = NULL;

GetMemory(&str, 100);

strcpy(str, "hello"); 

printf(str); 

}

请问运行Test函数会有什么样的结果？

答：

 

 

 

 

 

void Test(void)

{

char *str = (char *) malloc(100);

     strcpy(str, “hello”);

     free(str);       

     if(str != NULL)

     {

      strcpy(str, “world”);

printf(str);

}

}

请问运行Test函数会有什么样的结果？

答：

 

 

 

 

 

 

五、编写strcpy函数（10分）

已知strcpy函数的原型是

         char *strcpy(char *strDest, const char *strSrc);

         其中strDest是目的字符串，strSrc是源字符串。

 

（1）不调用C++/C的字符串库函数，请编写函数 strcpy

 

 

 

 

 

 

 

（2）strcpy能把strSrc的内容复制到strDest，为什么还要char * 类型的返回值？

 

 

 

 

六、编写类String的构造函数、析构函数和赋值函数（25分）

已知类String的原型为：

     class String

     {

      public:

         String(const char *str = NULL); // 普通构造函数

         String(const String &other);         // 拷贝构造函数

         ~ String(void);                          // 析构函数

         String & operate =(const String &other); // 赋值函数

      private:

         char    *m_data;               // 用于保存字符串

     };

         请编写String的上述4个函数。

 

附录C ：C++/C试题的答案与评分标准

一、请填写BOOL , float, 指针变量与“零值”比较的 if 语句。（10分）

 

请写出 BOOL flag 与“零值”比较的 if 语句。（3分）

标准答案：

    if ( flag )

    if ( !flag )

如下写法均属不良风格，不得分。

     if (flag == TRUE) 

     if (flag == 1 )       

     if (flag == FALSE) 

         if (flag == 0)    

请写出 float x 与“零值”比较的 if 语句。（4分）

标准答案示例：

const float EPSINON = 0.00001;

if ((x >= - EPSINON) && (x <= EPSINON)

不可将浮点变量用“==”或“！=”与数字比较，应该设法转化成“>=”或“<=”此类形式。

  

 

如下是错误的写法，不得分。

     if (x == 0.0)

     if (x != 0.0)     

    

请写出 char *p 与“零值”比较的 if 语句。（3分）

标准答案：

    if (p == NULL)

    if (p != NULL)

如下写法均属不良风格，不得分。

     if (p == 0)  

     if (p != 0)       

     if (p) 

         if (!)        

 

二、以下为Windows NT下的32位C++程序，请计算sizeof的值（10分）

 

         char str[] = “Hello” ;

         char   *p = str ;

int     n = 10;

请计算

sizeof (str ) = 6   （2分）

        

sizeof ( p ) =   4   （2分）

         

sizeof ( n ) =   4   （2分）

void Func ( char str[100])

{

请计算

 sizeof( str ) =   4     （2分）

}

 

void *p = malloc( 100 );

请计算

sizeof ( p ) = 4      （2分）

 

 

三、简答题（25分）

 

1、头文件中的 ifndef/define/endif 干什么用？（5分）

答：防止该头文件被重复引用。

 

2、#include <filename.h>   和 #include “filename.h” 有什么区别？（5分）

答：对于#include <filename.h> ，编译器从标准库路径开始搜索 filename.h

    对于#include “filename.h” ，编译器从用户的工作路径开始搜索 filename.h

 

3、const 有什么用途？（请至少说明两种）（5分）

答：（1）可以定义 const 常量

（2）const可以修饰函数的参数、返回值，甚至函数的定义体。被const修饰的东西都受到强制保护，可以预防意外的变动，能提高程序的健壮性。

 

4、在C++ 程序中调用被 C编译器编译后的函数，为什么要加 extern “C”？（5分）

答：C++语言支持函数重载，C语言不支持函数重载。函数被C++编译后在库中的名字与C语言的不同。假设某个函数的原型为：void foo(int x, int y);

该函数被C编译器编译后在库中的名字为_foo，而C++编译器则会产生像_foo_int_int之类的名字。

C++提供了C连接交换指定符号extern“C”来解决名字匹配问题。

 

5、请简述以下两个for循环的优缺点（5分）

 

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();

}

优点：程序简洁

 

缺点：多执行了N-1次逻辑判断，并且打断了循环“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。

优点：循环的效率高

 

缺点：程序不简洁

 

 

 

四、有关内存的思考题（每小题5分，共20分）

 

void GetMemory(char *p)

{

p = (char *)malloc(100);

}

void Test(void)

{

char *str = NULL;

GetMemory(str); 

strcpy(str, "hello world");

printf(str);

}

 

请问运行Test函数会有什么样的结果？

答：程序崩溃。

因为GetMemory并不能传递动态内存，

Test函数中的 str一直都是 NULL。

strcpy(str, "hello world");将使程序崩溃。

 

char *GetMemory(void)

{   

char p[] = "hello world";

return p;

}

void Test(void)

{

char *str = NULL;

str = GetMemory();  

printf(str);

}

 

请问运行Test函数会有什么样的结果？

答：可能是乱码。

因为GetMemory返回的是指向“栈内存”的指针，该指针的地址不是 NULL，但其原现的内容已经被清除，新内容不可知。

void GetMemory2(char **p, int num)

{

*p = (char *)malloc(num);

}

void Test(void)

{

char *str = NULL;

GetMemory(&str, 100);

strcpy(str, "hello"); 

printf(str); 

}

请问运行Test函数会有什么样的结果？

答：

（1）能够输出hello

（2）内存泄漏

 

 

void Test(void)

{

char *str = (char *) malloc(100);

     strcpy(str, “hello”);

     free(str);       

     if(str != NULL)

     {

      strcpy(str, “world”);

printf(str);

}

}

请问运行Test函数会有什么样的结果？

答：篡改动态内存区的内容，后果难以预料，非常危险。

因为free(str);之后，str成为野指针，

if(str != NULL)语句不起作用。

 

 

 

五、编写strcpy函数（10分）

已知strcpy函数的原型是

         char *strcpy(char *strDest, const char *strSrc);

         其中strDest是目的字符串，strSrc是源字符串。

（1）不调用C++/C的字符串库函数，请编写函数 strcpy

char *strcpy(char *strDest, const char *strSrc);

{

    assert((strDest!=NULL) && (strSrc !=NULL)); // 2分

    char *address = strDest;                        // 2分

    while( (*strDest++ = * strSrc++) != ‘/0’ )         // 2分

       NULL ;

    return address ;                                    // 2分

}

 

（2）strcpy能把strSrc的内容复制到strDest，为什么还要char * 类型的返回值？

答：为了实现链式表达式。                                                                // 2分

例如 int length = strlen( strcpy( strDest, “hello world”) );

 

六、编写类String的构造函数、析构函数和赋值函数（25分）

已知类String的原型为：

     class String

     {

      public:

         String(const char *str = NULL); // 普通构造函数

         String(const String &other);         // 拷贝构造函数

         ~ String(void);                          // 析构函数

         String & operate =(const String &other); // 赋值函数

      private:

         char    *m_data;               // 用于保存字符串

     };

         请编写String的上述4个函数。

标准答案：

 

// String的析构函数

         String::~String(void)               // 3分

{

     delete [] m_data;                     

// 由于m_data是内部数据类型，也可以写成 delete m_data;

         }

 

         // String的普通构造函数            

         String::String(const char *str)     // 6分

{

     if(str==NULL)                         

     {

         m_data = new char[1];    // 若能加 NULL 判断则更好

         *m_data = ‘/0’;                     

     }                                          

     else

     {

         int length = strlen(str);          

         m_data = new char[length+1]; // 若能加 NULL 判断则更好     

         strcpy(m_data, str);               

     }

}   

// 拷贝构造函数

     String::String(const String &other)   // 3分

     {   

     int length = strlen(other.m_data);  

     m_data = new char[length+1];      // 若能加 NULL 判断则更好   

     strcpy(m_data, other.m_data);        

}

// 赋值函数

     String & String::operate =(const String &other)    // 13分

     {   

         // (1) 检查自赋值                     // 4分

         if(this == &other)

              return *this;

    

// (2) 释放原有的内存资源            // 3分

         delete [] m_data;

        

         // （3）分配新的内存资源，并复制内容 // 3分

     int length = strlen(other.m_data);  

     m_data = new char[length+1];         // 若能加 NULL 判断则更好

         strcpy(m_data, other.m_data);

        

         // （4）返回本对象的引用            // 3分

         return *this;

}