C语言/C++基本语句编程风格

vlambda
2020-06-09

C语言/C++基本语句编程风格

初学者阶段编程时，编写基本语句可能会有隐含错误的方式，基本语句主要针对if、for、while、goto、switch等，它们看似简单，但使用时隐患比较多，本文归纳了使用语句的一些规则和建议。

基本语句编程举例

if语句

if语句是C++/C语言中最简单、最常用的语句，然而很多编程人员用隐含错误的方式写if语句，本文以“与零值比较”为例，进行讨论。

（1）布尔变量与零值比较：不可将布尔变量直接与TRUE、FALSE或者1、0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VC++将TRUE定义为1，而VB则将TRUE定义为-1。

假设布尔变量名为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

其他的用法都属于不良风格，例如：

if（flag == TRUE）
if(flag == FALSE)
if（flag == 1 ）
if(flag == 0 )

(2)整型变量与零值比较：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)

不可以模仿布尔变量的风格而写成：

if(value)
if(!value)   //会让人误解value是布尔变量

（3）浮点变量与零值比较：不可以将浮点变量用“==”或“!=”与任何数字比较。

千万留意，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，应该将

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）指针变量与零值比较：应当将指针变量用“==”或“!=”与NULL比较。

指针变量的零值是“空”（记NULL）。尽管NULL的值与0相同，但二者的意义不同。假设指针变量名p，它与零值比较的标准if语句如下：

if(p == NULL)
if(p != NULL)   //p与NULL显式比较，强调p是指针变量

不要写成：

if（p == 0）
if（p != 0）    //容易让人误解p是整型变量

或者

if(p)
if(!p)    //容易让人误解p是布尔变量

（5）对if语句的补充说明

有时候可能会看到if（NULL == p）这样古怪的格式。这样写能够防止将if（p == NULL）误写成if（p = NULL），而有意将p和NULL颠倒。编译器认为if（p = NULL）是合法的，但会指出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；

改写成

if（condition）
{
    return x；
}
else
{
    return y；
}

或者改成更加简练的：

return（condition ？x：y）；

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。提高循环体效率的基本方法是降低循环体的复杂性。

（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。例如下面代码示例b的效率就比示例a的高。

示例a：低效率（长循环在最外层）

for（row = 0; row < 100; row++）
{
   for(col=0;col<5;col++)
   {
      sum = sum +a[row][col];
   }
}

示例b：高效率（长循环在最内层）

for（col = 0; col < 5; col++）
{
   for(row=0;row<100;row++)
   {
      sum = sum +a[row][col];
   }
}

（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c的程序比示例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 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 c的写法比较好，因为程序更加简洁。

示例c：效率低但程序简洁

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

示例d：效率高但程序不简洁

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

(3)for语句的循环控制变量

不可以在for循环体内修改循环变量，防止for循环失去控制。

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e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f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e的写法更加直观，尽管两者的功能是相同的。

示例e：循环变量属于半开半闭区间

for（int x = 0；x < N; x++）
{
}

示例f：循环变量属于闭区间

for（int x = 0；x <= N-1; x++）
{
}

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。switch 语句基本格式：

switch（variable）
{
    case value1:
                  break;
    case value2:
                  break;
        default:
		  break;
}

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）。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。

goto语句

自从提倡结构化设计以来，goto 就成了有争议的语句。

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。
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一下子跳到外面，用不着写很多次的 break 语句; 例如：

{
 {
   {
     goto error;
   }
 }
}
error:

就像楼房着火了，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。

小结

主要针对if、for、while、goto、switch等基本语句使用时可能出现隐患问题，归纳了正确使用它们的一些规则和建议。如有不对留言指正参考资料：林锐《 c/c++编程指南》

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