高质量C++/C编程指南 -- 第4章 表达式和基本语句

本语句
来源:本文出自: 作者: 林锐 博士 (2002-07-17 09:18:18)
第4章 表达式和基本语句 读者可能怀疑：连if、for、while、goto、switch这样简单的东西也要探讨编程风格，是不是小题大做？ 我真的发觉很多程序员用隐含错误的方式写表达式和基本语句，我自己也犯过类似的错误。 表达式和语句都属于C++/C的短语结构语法。它们看似简单，但使用时隐患比较多。本章归纳了正确使用表达式和语句的一些规则与建议。 4.1 运算符的优先级 C++/C语言的运算符有数十个，运算符的优先级与结合律如表4-1所示。注意一元运算符 + - * 的优先级高于对应的二元运算符。 优先级 运算符 结合律 从 高 到 低 排 列 ( ) [ ] -> . 从左至右 ! ~ ++ -- （类型） sizeof + - * & 从右至左 * / % 从左至右 + - 从左至右 << >> 从左至右 < <= > >= 从左至右 == != 从左至右 & 从左至右 ^ 从左至右 | 从左至右 && 从左至右 || 从右至左 ?: 从右至左 = += -= *= /= %= &= ^= |= <<= >>= 从左至右 表4-1 运算符的优先级与结合律 l 【规则4-1-1】如果代码行中的运算符比较多，用括号确定表达式的操作顺序，避免使用默认的优先级。 由于将表4-1熟记是比较困难的，为了防止产生歧义并提高可读性，应当用括号确定表达式的操作顺序。例如： word = (high <<> if ((a | b) && (a & c)) 4.2 复合表达式 如 a = b = c = 0这样的表达式称为复合表达式。允许复合表达式存在的理由是：（1）书写简洁；（2）可以提高编译效率。但要防止滥用复合表达式。 l 【规则4-2-1】不要编写太复杂的复合表达式。 例如： i = a >= b && c < style=""> // 复合表达式过于复杂 l 【规则4-2-2】不要有多用途的复合表达式。 例如： d = (a = b + c) + r ; 该表达式既求a值又求d值。应该拆分为两个独立的语句： a = b + c; d = a + r; l 【规则4-2-3】不要把程序中的复合表达式与“真正的数学表达式”混淆。 例如： if (a < style=""> // a <>数学表达式而不是程序表达式 并不表示 if ((a 而是成了令人费解的 if ( (a 4.3 if 语句 if语句是C++/C语言中最简单、最常用的语句，然而很多程序员用隐含错误的方式写if语句。本节以“与零值比较”为例，展开讨论。 4.3.1 布尔变量与零值比较 l 【规则4-3-1】不可将布尔变量直接与TRUE、FALSE或者1、0进行比较。 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Visual C++ 将TRUE定义为1，而Visual Basic则将TRUE定义为-1。 假设布尔变量名字为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 其它的用法都属于不良风格，例如： if (flag == TRUE) if (flag == 1 ) if (flag == FALSE) if (flag == 0) 4.3.2 整型变量与零值比较 l 【规则4-3-2】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) 不可模仿布尔变量的风格而写成 if (value) // 会让人误解 value是布尔变量 if (!value) 4.3.3 浮点变量与零值比较 l 【规则4-3-3】不可将浮点变量用“==”或“！=”与任何数字比较。 千万要留意，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，应当将 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）。 4.3.4 指针变量与零值比较 l 【规则4-3-4】应当将指针变量用“==”或“！=”与NULL比较。 指针变量的零值是“空”（记为NULL）。尽管NULL的值与0相同，但是两者意义不同。假设指针变量的名字为p，它与零值比较的标准if语句如下： if (p == NULL) // p与NULL显式比较，强调p是指针变量 if (p != NULL) 不要写成 if (p == 0) // 容易让人误解p是整型变量 if (p != 0) 或者 if (p) // 容易让人误解p是布尔变量 if (!p) 4.3.5 对if语句的补充说明 有时候我们可能会看到 if (NULL == p) 这样古怪的格式。不是程序写错了，是程序员为了防止将 if (p == NULL) 误写成 if (p = NULL)，而有意把p和NULL颠倒。编译器认为 if (p = NULL) 是合法的，但是会指出 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; 改写为 if (condition) { return x; } else { return y; } 或者改写成更加简练的 return (condition ? x : y); 4.4 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。本节重点论述循环体的效率。提高循环体效率的基本办法是降低循环体的复杂性。 l 【建议4-4-1】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。例如示例4-4(b)的效率比示例4-4(a)的高。 for (row=0; row<100;> { for ( col=0; col<5;> { sum = sum + a[row][col]; } } for (col=0; col<5;> { for (row=0; row<100;> { sum = sum + a[row][col]; } } 示例4-4(a) 低效率：长循环在最外层 示例4-4(b) 高效率：长循环在最内层 l 【建议4-4-2】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4- 4(c)的程序比示例4-4(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4-4(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4-4(c)的写法比较 好，因为程序更加简洁。 for (i=0; i { if (condition) DoSomething(); else DoOtherthing(); } if (condition) { for (i=0; i DoSomething(); } else { for (i=0; i DoOtherthing(); } 表4-4(c) 效率低但程序简洁 表4-4(d) 效率高但程序不简洁 4.5 for 语句的循环控制变量 l 【规则4-5-1】不可在for 循环体内修改循环变量，防止for 循环失去控制。 l 【建议4-5-1】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4-5(a)中的x值属于半开半闭区间“0 =<> 示例4-5(b)中的x值属于闭区间“0 =<> 相比之下，示例4-5(a)的写法更加直观，尽管两者的功能是相同的。 for (int x=0; x { … } for (int x=0; x<=N-1; x++) { … } 示例4-5(a) 循环变量属于半开半闭区间 示例4-5(b) 循环变量属于闭区间 4.6 switch语句 有了if语句为什么还要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。这是switch语句存在的理由。 switch语句的基本格式是： switch (variable) { case value1 : … break; case value2 : … break; … default : … break; } l 【规则4-6-1 (http://www.fanqiang.com)