详解c++良好的编程习惯与编程要点

1、以良好的方式编写C++ class

假设现在我们要实现一个复数类complex,在类的实现过程中探索良好的编程习惯。

Header(头文件)中的防卫式声明

complex.h:

# ifndef  __COMPLEX__
# define __COMPLEX__
class complex
{

}
# endif

防止头文件的内容被多次包含。

把数据放在private声明下,提供接口访问数据

# ifndef  __COMPLEX__
# define __COMPLEX__
class complex
{
    public:
        double real() const {return re;}
        double imag() const {return im;}
    private:
        doubel re,im;
}
# endif

不会改变类属性(数据成员)的成员函数,全部加上const声明

例如上面的成员函数:

double real () `const` {return re;}
double imag() `const` {return im;}

既然函数不会改变对象,那么就如实说明,编译器能帮你确保函数的const属性,阅读代码的人也明确你的意图。
而且,const对象才可以调用这些函数——const对象不能够调用非const成员函数。

使用构造函数初始值列表

class complex
{
    public:
        complex(double r = 0, double i =0)
            : re(r), im(i)  { }
    private:
        doubel re,im;
}

在初始值列表中,才是初始化。在构造函数体内的,叫做赋值。

参数尽量使用reference to const

为complex 类添加一个+=操作符:

class complex
{
    public:
        complex& operator += (const complex &)
}

使用引用避免类对象构造与析构的开销,使用const确保参数不会被改变。内置类型的值传递与引用传递效率没有多大差别,甚至值传递效率会更高。例如,传递char类型时,值传递只需传递一个字节;引用实际上是指针实现,需要四个字节(32位机)的传递开销。但是为了一致,不妨统一使用引用。

函数返回值也尽量使用引用

以引用方式返回函数局部变量会引发程序未定义行为,离开函数作用域局部变量被销毁,引用该变量没有意义。但是我要说的是,如果可以,函数应该返回引用。当然,要返回的变量要有一定限制:该变量的在进入函数前,已经被分配了内存。以此条件来考量,很容易决定是否要返回引用。而在函数被调用时才创建出来的对象,一定不能返回引用。

说回operator +=,其返回值就是引用,原因在于,执行a+=b时,a已经在内存上存在了。

而operator +,其返回值不能是引用,因为a+b的值,在调用operator +的时候才产生。

下面是operator+=与'operator +' 的实现:

inline complex & complex :: operator += (const complex & r)
{
    this -> re+= r->re;
    this -> im+= r->im;
    return * this;
}
inline complex operator + (const complex & x , const complex & y)
{
    return complex ( real (x)+ real (y), //新创建的对象,不能返回引用
    imag(x)+ imag(y));
}

在operator +=中返回引用还是必要的,这样可以使用连续的操作:

c3 += c2 += c1;

如果重载了操作符,就考虑是否需要多个重载

就我们的复数类来说,+可以有多种使用方式:

complex c1(2,1);
complex c2;
c2 = c1+ c2;
c2 = c1 + 5;
c2 = 7 + c1;

为了应付怎么多种加法,+需要有如下三种重载:

inline complex operator+ (const complex & x ,const complex & y)
{
    return complex (real(x)+real(y),
                    imag(x+imag(y););
}
inline complex operator + (const complex & x, double y)
{
    return complex (real(x)+y,imag(x));

inline complex operator + (double x,const complex &y)
{
    return complex (x+real(y),imag(y));
}

提供给外界使用的接口,放在类声明的最前面

这是某次面试中,面试官大哥告诉我的。想想确实是有道理,类的用户用起来也舒服,一眼就能看见接口。

2、Class with pointer member(s)

记得写Big Three

C++的类可以分为带指针数据成员与不带指针数据成员两类,complex就属于不带指针成员的类。而这里要说的字符串类String,一般的实现会带有一个char *指针。带指针数据成员的类,需要自己实现class三大件:拷贝构造函数、拷贝赋值函数、析构函数。

class String
{
    public:
        String (const char * cstr = 0);
        String (const String & str);
        String & operator = (const String & str);
        ~String();
        char * get_c_str() const {return m_data};
    private:
        char * m_data;
}

如果没有写拷贝构造函数、赋值构造函数、析构函数,编译器默认会给我们写一套。然而带指针的类不能依赖编译器的默认实现——这涉及到资源的释放、深拷贝与浅拷贝的问题。在实现String类的过程中我们来阐述这些问题。

析构函数释放动态分配的内存资源

如果class里有指针,多半是需要进行内存动态分配(例如String),析构函数必须负责在对象生命结束时释放掉动态申请来的内存,否则就造成了内存泄露。局部对象在离开函数作用域时,对象析构函数被自动调用,而使用new动态分配的对象,也需要显式的使用delete来删除对象。而delete实际上会调用对象的析构函数,我们必须在析构函数中完成释放指针m_data所申请的内存。下面是一个构造函数,体现了m_data的动态内存申请:

/*String的构造函数*/
inline
String ::String (const char *cstr = 0)
{
    if(cstr)
    {
        m_data = new char[strlen(cstr)+1];   // 这里,m_data申请了内存
        strcpy(m_data,cstr);
    }
    else
    {
        m_data= new char[1];
        *m_data = '\0';
    }
}

这个构造函数以C风格字符串为参数,当执行

String *p = new String ("hello");

m_data向系统申请了一块内存存放字符串hello:

析构函数必须负责把这段动态申请来的内存释放掉:

inline
String ::~String()
{
    delete[]m_data;
}

赋值构造函数与复制构造函数负责进行深拷贝

来看看如果使用编译器为String默认生成的拷贝构造函数与赋值操作符会发生什么事情。默认的复制构造函数或赋值操作符所做的事情是对类的内存进行按位的拷贝,也称为浅拷贝,它们只是把对象内存上的每一个bit复制到另一个对象上去,在String中就只是复制了指针,而不复制指针所指内容。现在有两个String对象:

String a("Hello");
String b("World");

a、b在内存上如图所示:

如果此时执行

 b = a;

浅拷贝体现为:

存储World\0的内存块没有指针所指向,已经成了一块无法利用内存,从而发生了内存泄露。不止如此,如果此时对象a被删除,使用我们上面所写的析构函数,存储Hello\0的内存块就被释放调用,此时b.m_data成了一个野指针。来看看我们自己实现的构造函数是如何解决这个问题的,它复制的是指针所指的内存内容,这称为深拷贝

/*拷贝赋值函数*/
inline String &String ::operator= (const String & str)
{
    if(this == &str)           //①
        return *this;
    delete[] m_data;        //②
    m_data = new char[strlen(str.m_data)+1];        //③
    strcpy(m_data,str.m_data);            //④
    return *this
}

这是拷贝赋值函数的经典实现,要点在于:

① 处理自我赋值,如果不存在自我赋值问题,继续下列步骤:

② 释放自身已经申请的内存

③ 申请一块大小与目标字符串一样大的内存

④ 进行字符串的拷贝

对于a = b,②③④过程如下:

同样的,复制构造函数也是一个深拷贝的过程:

inline String ::String(const String & str )
{
    m_data = new char[ strlen (str) +1];
    strcpy(m_data,str.m_data);
}

另外,一定要在operator = 中检查是否self assignment假设这时候确实执行了对象的自我赋值,左右pointers指向同一个内存块,前面的步骤②delete掉该内存块造成下面的结果。当企图对rhs的内存进行访问是,结果是未定义的。

3、static与类

不和对象直接相关的数据,声明为static

想象有一个银行账户的类,每个人都可以开银行账户。存在银行利率这个成员变量,它不应该属于对象,而应该属于银行这个类,由所有的用户来共享。static修饰成员变量时,该成员变量放在程序的全局区中,整个程序运行过程中只有该成员变量的一份副本。而普通的成员变量存在每个对象的内存中,若把银行利率放在每个对象中,是浪费了内存。

static成员函数没有this指针

static成员函数与普通函数一样,都是只有一份函数的副本,存储在进程的代码段上。不一样的是,static成员函数没有this指针,所以它不能够调用普通的成员变量,只能调用static成员变量。普通成员函数的调用需要通过对象来调用,编译器会把对象取地址,作为this指针的实参传递给成员函数:

obj.func() ---> Class :: fun(&obj);

而static成员函数即可以通过对象来调用,也可以通过类名称来调用。

在类的外部定义static成员变量

另一个问题是static成员变量的定义。static成员变量必须在类外部进行定义:

class A
{
    private:
        static int a; //①
}
int A::a = 10;  //②

注意①是声明,②才是定义,定义为变量分配了内存。

static与类的一些小应用

这些可以用来应付一下面试,在实现单例模式的时候,static成员函数与static成员变量得到了使用,下面是一种称为”饿汉式“的单例模式的实现:

class A
{
        public:
            static A& getInstance();
            setup(){...};
        private:
            A();
            A(const A & rhs);
            static A a;
}

这里把class A的构造函数都设置为私有,不允许用户代码创建对象。要获取对象实例需要通过接口getInstance。”饿汉式“缺点在于无论有没有代码需要a,a都被创建出来。下面是改进的单例模式,称为”懒汉式“:

class A
{
    public:
        static  A& getInstance();
        setup(){....};
    private:
        A();
        A(const A& rsh);
        ...
};
A& A::getInstance()
{
        static A a;
        return a;
}

"懒汉式"只有在真正需要a时,调用getInstance才创建出唯一实例。这可以看成一个具有拖延症的单例模式,不到最后关头不干活。很多设计都体现了这种拖延的思想,比如string的写时复制,真正需要的时候才分配内存给string对象管理的字符串。

以上就是详解c++良好的编程习惯与编程要点的详细内容,更多关于c++良好的编程习惯与编程要点的资料请关注我们其它相关文章!

(0)

相关推荐

  • 养成良好的C++编程习惯之内存管理的应用详解

    开篇导读    虽然本系列文章定位为科普读物,但本座相信它们不但适合新手们学习借鉴,同时也能引发老鸟们的反思与共鸣.欢迎大家提出宝贵的意见和反馈 ^_^ 在开篇讲述本章主要内容之前,本座首先用小小篇幅论述一下一种良好的工作习惯 -- 积累.提炼与求精.在工作和学习的过程中,不断把学到的知识通过有效的方式积累起来,形成自己的知识库,随着知识量的扩大,就会得到从量变到质变的提升.另外还要不断地对知识进行提炼,随着自己知识面的扩大以及水平的提升,你肯定会发现原有知识库存在着一些片面.局限.笨拙甚至错误

  • C++实现简单贪吃蛇小游戏

    本文实例为大家分享了C++实现简单贪吃蛇小游戏的具体代码,供大家参考,具体内容如下 1 贪吃蛇游戏原理 1.1 构造蛇身:定义一个坐标数组,存放的是蛇的每一节蛇身所在的坐标位置. 1.2 移动效果:每次移动时,将每一节蛇身(蛇头除外)依次往前移动一节,去掉蛇的最后一节,确定蛇的方向 1.3 移动判断:每次移动时,判断蛇头是否触碰食物,如果碰到了食物,只进行前移蛇身和增加蛇头的操作,不进行擦除蛇尾的操作 2游戏设计 2.1 游戏首页 2.2 开始游戏 2.3 退出游戏 3.游戏实现 3.1 游戏首

  • 如何在C++中调用Python

    Python的安装 为了使用Python.h这个扩展项,我们需要安装一个python*-dev而不是python*,这两者略有区别,下面的案例展示的是在Ubuntu20.04下安装python3.9-dev的方法: dechin@ubuntu2004:~/projects/gitlab/dechin/$ sudo apt install python3.9-dev 正在读取软件包列表... 完成 正在分析软件包的依赖关系树 正在读取状态信息... 完成 下列软件包是自动安装的并且现在不需要了:

  • c++实现简单随机数的代码

    c++简单随机数 #include<iostream> #include<ctime> #include<cstdlib> using namespace std; int random(int n) { return (long long)rand()*rand%n; } int main() { srand(unsigned(time(0))); // //求负数随机数,先产生0-2n之间的随机整数,再减去n就得到了-n - n 之间的数 } 实例扩展: 随机数引擎

  • 解析Linux下C++编译和链接

    编译原理 将如下最简单的C++程序(main.cpp)编译成可执行目标程序,实际上可以分为四个步骤:预处理.编译.汇编.链接,可以通过 g++ main.cpp –v看到详细的过程,不过现在编译器已经把预处理和编译过程合并. 预处理:g++ -E main.cpp -o main.ii,-E表示只进行预处理.预处理主要是处理各种宏展开:添加行号和文件标识符,为编译器产生调试信息提供便利:删除注释:保留编译器用到的编译器指令等. 编译:g++ -S main.ii –o main.s,-S表示只编

  • C++线程间的互斥和通信场景分析

    互斥锁(mutex) 为了更好地理解,互斥锁,我们可以首先来看这么一个应用场景:模拟车站卖票. 模拟车站卖票 场景说明: Yang车站售卖从亚特兰蒂斯到古巴比伦的时光飞船票:因为机会难得,所以票数有限,一经发售,谢绝补票. 飞船票总数:100张: 售卖窗口:3个. 对于珍贵的飞船票来说,这个资源是互斥的,比如第100张票,只能卖给一个人,不可能同时卖给两个人.3个窗口都有权限去售卖飞船票(唯一合法途径). 不加锁的结果 根据场景说明,我们可以很快地分析如下: 可以使用三个线程来模拟三个独立的窗口

  • C++编译器Clion的使用详解(总结)

    推荐教程 Clion2020.2.x最新激活版附安装教程(Mac Linux Windows) 最新clion2020激活附安装教程(亲测有效) Clion是由JetBrains公司开发的一款跨平台的C++ IDE,风格接近Qt creator和Xcode,Clion特点是可以智能的进行代码重构,比如改名,提取类,提取函数等,Clion与Java IDE IntelliJ IDEA功能上很接近,本人从CLion 1.0就开始关注,但当时初级版本确实还不适合在较大的项目上使用,另外一方面Clion

  • C++ map的简单使用实现

    map和set的底层都是通过红黑树来实现的,但并不是原生态的红黑树,而是经过改造后的红黑树.且容器都会在各自的类中添加一些独特的函数来解决各自适配的问题 map和set底层是改造后的红黑树,我们先来看看改造后的红黑树 和普通的红黑树不同的是,在根节点上再加了一个头结点,该结点不是真实的结点,只是一个辅助结点,是为了后面实现红黑树的迭代器而出现的.该header结点的父节点就是真实的根节点,其左孩子是这棵树的最左结点,其右孩子是这棵树的最右节点. 我们现在通过STL源码来简单剖析一下map和set

  • 如何通过wrap malloc定位C/C++的内存泄漏问题

    前言 用C/C++开发的程序执行效率很高,但却经常受到内存泄漏的困扰.本文提供一种通过wrap malloc查找memory leak的思路,依靠这个方法,笔者紧急解决了内存泄漏问题,避免项目流血上大促,该方法在日后工作中大放光彩,发现了项目中大量沉疴已久的内存泄漏问题. 什么是内存泄漏? 动态申请的内存丢失引用,造成没有办法回收它(我知道杠jing要说进程退出前系统会统一回收),这便是内存泄漏. Java等编程语言会自动管理内存回收,而C/C++需要显式的释放,有很多手段可以避免内存泄漏,比如

  • 详解c++良好的编程习惯与编程要点

    1.以良好的方式编写C++ class 假设现在我们要实现一个复数类complex,在类的实现过程中探索良好的编程习惯. Header(头文件)中的防卫式声明 complex.h: # ifndef __COMPLEX__ # define __COMPLEX__ class complex { } # endif 防止头文件的内容被多次包含. 把数据放在private声明下,提供接口访问数据 # ifndef __COMPLEX__ # define __COMPLEX__ class com

  • 详解在Javascript中进行面向切面编程

    面向切面编程(Aspect-oriented programming,AOP)是一种编程范式.做后端 Java web 的同学,特别是用过 Spring 的同学肯定对它非常熟悉.AOP 是 Spring 框架里面其中一个重要概念.可是在 Javascript 中,AOP 是一个经常被忽视的技术点. 场景 假设你现在有一个牛逼的日历弹窗,有一天,老板让你统计一下每天这个弹窗里面某个按钮的点击数,于是你在弹窗里做了埋点: 过了一个星期,老板说用户反馈这个弹窗好慢,各种卡顿.你想看一下某个函数的平均执

  • 详解备忘录模式及其在Java设计模式编程中的实现

    1. 定义 在不破坏封装性的前提下,捕获一个对象的内部状态,并在该对象之外保存这个状态.这样以后就可将该对象恢复到原先保存的状态. 2. 使用的原因 想要恢复对象某时的原有状态. 3. 适用的情况举例 有很多备忘录模式的应用,只是我们已经见过,却没细想这是备忘录模式的使用罢了,略略举几例: eg1. 备忘录在jsp+javabean的使用: 在一系统中新增帐户时,在表单中需要填写用户名.密码.联系电话.地址等信息,如果有些字段没有填写或填写错误,当用户点击"提交"按钮时,需要在新增页面

  • C++ 中 socket编程实例详解

    C++ 中 socket编程实例详解 sockets(套接字)编程有三种,流式套接字(SOCK_STREAM),数据报套接字(SOCK_DGRAM),原始套接字(SOCK_RAW):基于TCP的socket编程是采用的流式套接字.在这个程序中,将两个工程添加到一个工作区.要链接一个ws2_32.lib的库文件. 服务器端编程的步骤: 1:加载套接字库,创建套接字(WSAStartup()/socket()): 2:绑定套接字到一个IP地址和一个端口上(bind()): 3:将套接字设置为监听模式

  • Python用sndhdr模块识别音频格式详解

    本文主要介绍了Python编程中,用sndhdr模块识别音频格式的相关内容,具体如下. sndhdr模块 功能描述:sndhdr模块提供检测音频类型的接口. 唯一一个API sndhdr模块提供了sndhdr.what(filename)和sndhdr.whathdr(filename)两个函数.但实际上它们的功能是一样的.(不知道多写一个的意义何在,what函数在内部调用了whathdr函数并把数据完完整整地返回) 在之前的版本,whathdr函数返回元组类型的数据,在Python3.5版本之

  • 基于php编程规范(详解)

    今天写这个是为了 提醒自己 编程过程 不仅要有逻辑 思想 还有要规范 代码 这样可读性 1.PHP 编程规范与编码习惯最主要的有以下几点: 1 文件说明 2 function 函数体说明 3 代码缩进 4 if省略 5 变量规范 6 命名规范 7 十行一注释 8 注释风格 9 开放关闭原则 2.文件说明 个人代码 -规范如下: <? /* +---------------------------------------------------------------------- + Title

  • Python并发编程协程(Coroutine)之Gevent详解

    Gevent官网文档地址:http://www.gevent.org/contents.html 基本概念 我们通常所说的协程Coroutine其实是corporateroutine的缩写,直接翻译为协同的例程,一般我们都简称为协程. 在linux系统中,线程就是轻量级的进程,而我们通常也把协程称为轻量级的线程即微线程. 进程和协程 下面对比一下进程和协程的相同点和不同点: 相同点: 我们都可以把他们看做是一种执行流,执行流可以挂起,并且后面可以在你挂起的地方恢复执行,这实际上都可以看做是con

  • 详解Java事件编程的使用

    Java事件编程 当前在线网店很多,很涉及商品管理和销售的问题,比如: 一,在商品库存管理的商品增加时,我们主要业务时编辑保持商品信息, 同时因商品增加而附带有一些"非主要业务",如: 1,应商品的库存数量等更新, 2,热销产品的推广处理等 二,在商品产生订单时,我们的主要业务(对买家而言)是建立订单业务, 同时因产生订单而附带有一些不是买家关心的"非主要业务",如: 1,库存和已售数量的更新 2,发货的准备处理事宜 3,物流的处理事宜 非主要业务我们可以让程序使用

  • Java并发编程Semaphore计数信号量详解

    Semaphore 是一个计数信号量,它的本质是一个共享锁.信号量维护了一个信号量许可集.线程可以通过调用acquire()来获取信号量的许可:当信号量中有可用的许可时,线程能获取该许可:否则线程必须等待,直到有可用的许可为止. 线程可以通过release()来释放它所持有的信号量许可(用完信号量之后必须释放,不然其他线程可能会无法获取信号量). 简单示例: package me.socketthread; import java.util.concurrent.ExecutorService;

随机推荐