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C++/C编程规范(1-3)----林  锐2007-04-08 12:55:00

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第1章 文件结构
每个C++/C程序通常分为两个文件。一个文件用于保存程序的声明(declaration),称为头文件。另一个文件用于保存程序的实现(implementation),称为定义(definition)文件。
C++/C程序的头文件以“.h”为后缀,C程序的定义文件以“.c”为后缀,C++程序的定义文件通常以“.cpp”为后缀(也有一些系统以“.cc”或“.cxx”为后缀)。
1.1 版权和版本的声明
版权和版本的声明位于头文件和定义文件的开头(参见示例1-1),主要内容有:
(1)版权信息。
(2)文件名称,标识符,摘要。
(3)当前版本号,作者/修改者,完成日期。
(4)版本历史信息。

/*
* Copyright (c) 2001,上海贝尔有限公司网络应用事业部
* All rights reserved.
*
* 文件名称:filename.h
* 文件标识:见配置管理计划书
* 摘    要:简要描述本文件的内容
*
* 当前版本:1.1
* 作    者:输入作者(或修改者)名字
* 完成日期:2001年7月20日
*
* 取代版本:1.0
* 原作者  :输入原作者(或修改者)名字
* 完成日期:2001年5月10日
*/

示例1-1 版权和版本的声明
1.2 头文件的结构
头文件由三部分内容组成:
(1)头文件开头处的版权和版本声明(参见示例1-1)。
(2)预处理块。
(3)函数和类结构声明等。
假设头文件名称为 graphics.h,头文件的结构参见示例1-2。

 【规则1-2-1】为了防止头文件被重复引用,应当用ifndef/define/endif结构产生预处理块。
 【规则1-2-2】用 #include <filename.h> 格式来引用标准库的头文件(编译器将从标准库目录开始搜索)。
 【规则1-2-3】用 #include “filename.h” 格式来引用非标准库的头文件(编译器将从用户的工作目录开始搜索)。
 【建议1-2-1】头文件中只存放“声明”而不存放“定义”
在C++ 语法中,类的成员函数可以在声明的同时被定义,并且自动成为内联函数。这虽然会带来书写上的方便,但却造成了风格不一致,弊大于利。建议将成员函数的定义与声明分开,不论该函数体有多么小。
 【建议1-2-2】不提倡使用全局变量,尽量不要在头文件中出现象extern int value 这类声明。

// 版权和版本声明见示例1-1,此处省略。

#ifndef GRAPHICS_H // 防止graphics.h被重复引用
#define GRAPHICS_H

#include <math.h>  // 引用标准库的头文件

#include “myheader.h”  // 引用非标准库的头文件

void Function1(…); // 全局函数声明

class Box       // 类结构声明
{

};
#endif
示例1-2 C++/C头文件的结构

1.3 定义文件的结构
定义文件有三部分内容:
(1) 定义文件开头处的版权和版本声明(参见示例1-1)。
(2) 对一些头文件的引用。
(3) 程序的实现体(包括数据和代码)。
假设定义文件的名称为 graphics.cpp,定义文件的结构参见示例1-3。

// 版权和版本声明见示例1-1,此处省略。

#include “graphics.h” // 引用头文件

// 全局函数的实现体
void Function1(…)
{

}

// 类成员函数的实现体
void Box::Draw(…)
{

}
示例1-3 C++/C定义文件的结构
1.4 头文件的作用
早期的编程语言如Basic、Fortran没有头文件的概念,C++/C语言的初学者虽然会用使用头文件,但常常不明其理。这里对头文件的作用略作解释:
(1)通过头文件来调用库功能。在很多场合,源代码不便(或不准)向用户公布,只要向用户提供头文件和二进制的库即可。用户只需要按照头文件中的接口声明来调用库功能,而不必关心接口怎么实现的。编译器会从库中提取相应的代码。
(2)头文件能加强类型安全检查。如果某个接口被实现或被使用时,其方式与头文件中的声明不一致,编译器就会指出错误,这一简单的规则能大大减轻程序员调试、改错的负担。
1.5 目录结构
如果一个软件的头文件数目比较多(如超过十个),通常应将头文件和定义文件分别保存于不同的目录,以便于维护。
例如可将头文件保存于include目录,将定义文件保存于source目录(可以是多级目录)。
如果某些头文件是私有的,它不会被用户的程序直接引用,则没有必要公开其“声明”。为了加强信息隐藏,这些私有的头文件可以和定义文件存放于同一个目录。

第2章 程序的版式
 版式虽然不会影响程序的功能,但会影响可读性。程序的版式追求清晰、美观,是程序风格的重要构成因素。
可以把程序的版式比喻为“书法”。好的“书法”可让人对程序一目了然,看得兴致勃勃。差的程序“书法”如螃蟹爬行,让人看得索然无味,更令维护者烦恼有加。请程序员们学习程序的“书法”,弥补大学计算机教育的漏洞,实在很有必要。
2.1 空行
空行起着分隔程序段落的作用。空行得体(不过多也不过少)将使程序的布局更加清晰。空行不会浪费内存,虽然打印含有空行的程序是会多消耗一些纸张,但是值得。所以不要舍不得用空行。

 【规则2-1-1】在每个类声明之后、每个函数定义结束之后都要加空行。参见示例2-1(a)
 【规则2-1-2】在一个函数体内,逻揖上密切相关的语句之间不加空行,其它地方应加空行分隔。参见示例2-1(b )

// 空行
void Function1(…)
{
  …
}
// 空行
void Function2(…)
{
  …
}
// 空行
void Function3(…)
{
  …
}
 // 空行
while (condition)
{
 statement1;
 // 空行
 if (condition)
 {
  statement2;
 }
 else
 {
  statement3;
 }
// 空行
 statement4;

示例2-1(a) 函数之间的空行                   示例2-1(b) 函数内部的空行

2.2 代码行
 【规则2-2-1】一行代码只做一件事情,如只定义一个变量,或只写一条语句。这样的代码容易阅读,并且方便于写注释。
 【规则2-2-2】if、for、while、do等语句自占一行,执行语句不得紧跟其后。不论执行语句有多少都要加{}。这样可以防止书写失误。

示例2-2(a)为风格良好的代码行,示例2-2(b)为风格不良的代码行。


int width; // 宽度
int height; // 高度
int depth; // 深度 
int width, height, depth; // 宽度高度深度

x = a + b;
y = c + d;
z = e + f; X = a + b;   y = c + d;  z = e + f;

if (width < height)
{
dosomething();
} if (width < height) dosomething();
for (initialization; condition; update)
{
dosomething();
}
// 空行
other();
 for (initialization; condition; update)
     dosomething();
other();


示例2-2(a) 风格良好的代码行                 示例2-2(b) 风格不良的代码行

 【建议2-2-1】尽可能在定义变量的同时初始化该变量(就近原则)
如果变量的引用处和其定义处相隔比较远,变量的初始化很容易被忘记。如果引用了未被初始化的变量,可能会导致程序错误。本建议可以减少隐患。例如
int width = 10;  // 定义并初绐化width
int height = 10; // 定义并初绐化height
int depth = 10;  // 定义并初绐化depth

2.3 代码行内的空格
 【规则2-3-1】关键字之后要留空格。象const、virtual、inline、case 等关键字之后至少要留一个空格,否则无法辨析关键字。象if、for、while等关键字之后应留一个空格再跟左括号‘(’,以突出关键字。
 【规则2-3-2】函数名之后不要留空格,紧跟左括号‘(’,以与关键字区别。
 【规则2-3-3】‘(’向后紧跟,‘)’、‘,’、‘;’向前紧跟,紧跟处不留空格。
 【规则2-3-4】‘,’之后要留空格,如Function(x, y, z)。如果‘;’不是一行的结束符号,其后要留空格,如for (initialization; condition; update)。
 【规则2-3-5】赋值操作符、比较操作符、算术操作符、逻辑操作符、位域操作符,如“=”、“+=” “>=”、“<=”、“+”、“*”、“%”、“&&”、“||”、“<<”,“^”等二元操作符的前后应当加空格。
 【规则2-3-6】一元操作符如“!”、“~”、“++”、“--”、“&”(地址运算符)等前后不加空格。
 【规则2-3-7】象“[]”、“.”、“->”这类操作符前后不加空格。
 【建议2-3-1】对于表达式比较长的for语句和if语句,为了紧凑起见可以适当地去掉一些空格,如for (i=0; i<10; i++)和if ((a<=b) && (c<=d))

void Func1(int x, int y, int z);          // 良好的风格
void Func1 (int x,int y,int z);           // 不良的风格
if (year >= 2000)                         // 良好的风格
if(year>=2000)                            // 不良的风格
if ((a>=b) && (c<=d))                     // 良好的风格
if(a>=b&&c<=d)                            // 不良的风格
for (i=0; i<10; i++)                      // 良好的风格
for(i=0;i<10;i++)                         // 不良的风格
for (i = 0; I < 10; i ++)                 // 过多的空格
x = a < b ? a : b;                        // 良好的风格
x=a<b?a:b;                                // 不好的风格
int *x = &y;                              // 良好的风格 
int * x = & y;                            // 不良的风格 
array[5] = 0;                             // 不要写成 array [ 5 ] = 0;
a.Function();                             // 不要写成 a . Function();
b->Function();                            // 不要写成 b -> Function();

示例2-3 代码行内的空格

2.4 对齐
 【规则2-4-1】程序的分界符‘{’和‘}’应独占一行并且位于同一列,同时与引用它们的语句左对齐。
 【规则2-4-2】{ }之内的代码块在‘{’右边数格处左对齐。

示例2-4(a)为风格良好的对齐,示例2-4(b)为风格不良的对齐。


void Function(int x)
{
… // program code

void Function(int x){
… // program code
}

if (condition)
{
… // program code
}
else
{
… // program code
} if (condition){
… // program code
}
else {
… // program code
}
for (initialization; condition; update)
{
… // program code
} for (initialization; condition; update){
… // program code
}
While (condition)
{
… // program code
} while (condition){
… // program code
}
如果出现嵌套的{},则使用缩进对齐,如:
 {
    …
   {
     …
   }
   …

示例2-4(a) 风格良好的对齐                       示例2-4(b) 风格不良的对齐

2.5 长行拆分
 【规则2-5-1】代码行最大长度宜控制在70至80个字符以内。代码行不要过长,否则眼睛看不过来,也不便于打印。
 【规则2-5-2】长表达式要在低优先级操作符处拆分成新行,操作符放在新行之首(以便突出操作符)。拆分出的新行要进行适当的缩进,使排版整齐,语句可读。

if ((very_longer_variable1 >= very_longer_variable12)
&& (very_longer_variable3 <= very_longer_variable14)
&& (very_longer_variable5 <= very_longer_variable16))
{
    dosomething();
}
virtual CMatrix CMultiplyMatrix (CMatrix leftMatrix,
                                 CMatrix rightMatrix);

for (very_longer_initialization;
  very_longer_condition;
  very_longer_update)
{
 dosomething();
}
示例2-5 长行的拆分
2.6 修饰符的位置
修饰符 * 和 & 应该靠近数据类型还是该靠近变量名,是个有争议的活题。
若将修饰符 * 靠近数据类型,例如:int*  x; 从语义上讲此写法比较直观,即x是int 类型的指针。
上述写法的弊端是容易引起误解,例如:int*  x, y; 此处y容易被误解为指针变量。虽然将x和y分行定义可以避免误解,但并不是人人都愿意这样做。

 【规则2-6-1】应当将修饰符 * 和 & 紧靠变量名
例如:
char  *name;
 int   *x, y; // 此处y不会被误解为指针
2.7 注释
C语言的注释符为“/*…*/”。C++语言中,程序块的注释常采用“/*…*/”,行注释一般采用“//…”。注释通常用于:
(1)版本、版权声明;
(2)函数接口说明;
(3)重要的代码行或段落提示。
虽然注释有助于理解代码,但注意不可过多地使用注释。参见示例2-6。

 【规则2-7-1】注释是对代码的“提示”,而不是文档。程序中的注释不可喧宾夺主,注释太多了会让人眼花缭乱。注释的花样要少。
 【规则2-7-2】如果代码本来就是清楚的,则不必加注释。否则多此一举,令人厌烦。例如
i++;  // i 加 1,多余的注释
 【规则2-7-3】边写代码边注释,修改代码同时修改相应的注释,以保证注释与代码的一致性。不再有用的注释要删除。
 【规则2-7-4】注释应当准确、易懂,防止注释有二义性。错误的注释不但无益反而有害。
 【规则2-7-5】尽量避免在注释中使用缩写,特别是不常用缩写。
 【规则2-7-6】注释的位置应与被描述的代码相邻,可以放在代码的上方或右方,不可放在下方。
 【规则2-7-8】当代码比较长,特别是有多重嵌套时,应当在一些段落的结束处加注释,便于阅读。


/*
* 函数介绍:
* 输入参数:
* 输出参数:
* 返回值  :
*/
void Function(float x, float y, float z)
{
  …

if (…)
{
  …
  while (…)
  {

} // end of while

} // end of if
示例2-6 程序的注释

2.8 类的版式
类可以将数据和函数封装在一起,其中函数表示了类的行为(或称服务)。类提供关键字public、protected和private,分别用于声明哪些数据和函数是公有的、受保护的或者是私有的。这样可以达到信息隐藏的目的,即让类仅仅公开必须要让外界知道的内容,而隐藏其它一切内容。我们不可以滥用类的封装功能,不要把它当成火锅,什么东西都往里扔。
类的版式主要有两种方式:
(1)将private类型的数据写在前面,而将public类型的函数写在后面,如示例8-3(a)。采用这种版式的程序员主张类的设计“以数据为中心”,重点关注类的内部结构。
(2)将public类型的函数写在前面,而将private类型的数据写在后面,如示例8.3(b)采用这种版式的程序员主张类的设计“以行为为中心”,重点关注的是类应该提供什么样的接口(或服务)。
很多C++教课书受到Biarne Stroustrup第一本著作的影响,不知不觉地采用了“以数据为中心”的书写方式,并不见得有多少道理。
我建议读者采用“以行为为中心”的书写方式,即首先考虑类应该提供什么样的函数。这是很多人的经验——“这样做不仅让自己在设计类时思路清晰,而且方便别人阅读。因为用户最关心的是接口,谁愿意先看到一堆私有数据成员!”

class A
{
  private:
int    i, j;
float  x, y;
    …
  public:
void Func1(void);
void Func2(void);

} class A
{
  public:
void Func1(void);
void Func2(void);

  private:
int    i, j;
float  x, y;
    …
}
示例8.3(a) 以数据为中心版式              示例8.3(b) 以行为为中心的版式

 

第3章 命名规则
比较著名的命名规则当推Microsoft公司的“匈牙利”法,该命名规则的主要思想是“在变量和函数名中加入前缀以增进人们对程序的理解”。例如所有的字符变量均以ch为前缀,若是指针变量则追加前缀p。如果一个变量由ppch开头,则表明它是指向字符指针的指针。
“匈牙利”法最大的缺点是烦琐,例如
int    i,  j,  k; 
float  x,  y,  z;
倘若采用“匈牙利”命名规则,则应当写成
int    iI,  iJ,  ik;  // 前缀 i表示int类型
float  fX,  fY,  fZ;  // 前缀 f表示float类型
如此烦琐的程序会让绝大多数程序员无法忍受。
据考察,没有一种命名规则可以让所有的程序员赞同,程序设计教科书一般都不指定命名规则。命名规则对软件产品而言并不是“成败悠关”的事,我们不要化太多精力试图发明世界上最好的命名规则,而应当制定一种令大多数项目成员满意的命名规则,并在项目中贯彻实施。
3.1 共性规则
 本节论述的共性规则是被大多数程序员采纳的,我们应当在遵循这些共性规则的前提下,再扩充特定的规则,如3.2节。

 【规则3-1-1】标识符应当直观且可以拼读,可望文知意,不必进行“解码”。
标识符最好采用英文单词或其组合,便于记忆和阅读。切忌使用汉语拼音来命名。程序中的英文单词一般不会太复杂,用词应当准确。例如不要把CurrentValue写成NowValue。

 【规则3-1-2】标识符的长度应当符合“min-length && max-information”原则。
几十年前老ANSI C规定名字不准超过6个字符,现今的C++/C不再有此限制。一般来说,长名字能更好地表达含义,所以函数名、变量名、类名长达十几个字符不足为怪。那么名字是否越长约好?不见得! 例如变量名maxval就比maxValueUntilOverflow好用。单字符的名字也是有用的,常见的如i,j,k,m,n,x,y,z等,它们通常可用作函数内的局部变量。

 【规则3-1-3】命名规则尽量与所采用的操作系统或开发工具的风格保持一致。
例如Windows应用程序的标识符通常采用“大小写”混排的方式,如AddChild。而Unix应用程序的标识符通常采用“小写加下划线”的方式,如add_child。别把这两类风格混在一起用。

 【规则3-1-4】程序中不要出现仅靠大小写区分的相似的标识符。
例如:
int  x,  X;  // 变量x 与 X 容易混淆
void foo(int x); // 函数foo 与FOO容易混淆
void FOO(float x);

 【规则3-1-5】程序中不要出现标识符完全相同的局部变量和全局变量,尽管两者的作用域不同而不会发生语法错误,但会使人误解。

 【规则3-1-6】变量的名字应当使用“名词”或者“形容词+名词”。
例如:
float  value;
float  oldValue;
float  newValue;

 【规则3-1-7】全局函数的名字应当使用“动词”或者“动词+名词”(动宾词组)。类的成员函数应当只使用“动词”,被省略掉的名词就是对象本身。
例如:
DrawBox();  // 全局函数
  box->Draw();  // 类的成员函数

 【规则3-1-8】用正确的反义词组命名具有互斥意义的变量或相反动作的函数等。
例如:
int minValue;
int maxValue;

int SetValue(…);
int GetValue(…);

 【建议3-1-1】尽量避免名字中出现数字编号,如Value1,Value2等,除非逻辑上的确需要编号。这是为了防止程序员偷懒,不肯为命名动脑筋而导致产生无意义的名字(因为用数字编号最省事)。
3.2 简单的Windows应用程序命名规则
 作者对“匈牙利”命名规则做了合理的简化,下述的命名规则简单易用,比较适合于Windows应用软件的开发。

 【规则3-2-1】类名和函数名用大写字母开头的单词组合而成。
例如:
 class Node;     // 类名
 class LeafNode;    // 类名
 void  Draw(void);   // 函数名
 void  SetValue(int value); // 函数名

 【规则3-2-2】变量和参数用小写字母开头的单词组合而成。
例如:
 BOOL flag;
 int  drawMode;

 【规则3-2-3】常量全用大写的字母,用下划线分割单词。
例如:
 const int MAX = 100;
 const int MAX_LENGTH = 100;

 【规则3-2-4】静态变量加前缀s_(表示static)。
例如:
void Init(…)
{
 static int s_initValue; // 静态变量
 …
}

 【规则3-2-5】如果不得已需要全局变量,则使全局变量加前缀g_(表示global)。
例如:
int g_howManyPeople; // 全局变量
int g_howMuchMoney; // 全局变量

 【规则3-2-6】类的数据成员加前缀m_(表示member),这样可以避免数据成员与成员函数的参数同名。
例如:
 void Object::SetValue(int width, int height)
 {
  m_width = width;
m_height = height;
}

 【规则3-2-7】为了防止某一软件库中的一些标识符和其它软件库中的冲突,可以为各种标识符加上能反映软件性质的前缀。例如三维图形标准OpenGL的所有库函数均以gl开头,所有常量(或宏定义)均以GL开头。
3.3 简单的Unix应用程序命名规则

 

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