C/C++編程新手錯誤分析

下面1-7點是我轉載51cto C++開發專欄裏的，另外也有不同意的地方，請看第8點 。
（１）“我的程序都是對的，可結果不對”

想想你的周圍，是不是也有人說這樣的話？如果你也曾經說過，那就此打住，不要再說這句話，因爲這句話只會顯示說話者的無知。既然程序都是對的，那爲什麼結果不對？

（2）“程序=算法+數據結構”

如果剛剛學完C語言，我們說這樣的話，完全可以理解，而且可以說是正確的。但是如果你是一位即將從事C/C++編程的程序員，那麼很遺憾，這個說法只能判錯，殊不知，世界上還有另一種說法：

程序 = 對象+ 消息

“程序=算法+數據結構”只對面向過程的語言(C)成立，而對面向對象的語言（C++），則只能表述爲“程序=對象+消息”。傳統的過程式編程語言以過程爲中心以算法爲驅動，面向對象的編程語言則以對象爲中心以消息爲驅動。這裏的消息是廣義的，對象A調用了對象B的成員函數，可看作對象A給B發消息。

（3）“程序編出來，運行正確就行了”

運行正確的程序並不一定是好程序，程序員時刻要牢記的一條就是自己寫的程序不僅是給自己看的，要讓別人也能輕易地看懂。很遺憾，許多的編程新手不能清晰地駕馭軟件的結構，對頭文件和實現文件的概念含糊不清，寫出來的程序可讀性很差。

C程序採用模塊化的編程思想，需合理地將一個很大的軟件劃分爲一系列功能獨立的部分合作完成系統的需求，在模塊的劃分上主要依據功能。模塊由頭文件和實現文件組成，對頭文件和實現文件的正確使用方法是：　　

規則1　頭文件(.h)中是對於該模塊接口的聲明，接口包括該模塊提供給其它模塊調用的外部函數及外部全局變量，對這些變量和函數都需在.h中文件中冠以extern關鍵字聲明；

規則2 模塊內的函數和全局變量需在.c文件開頭冠以static關鍵字聲明；

規則3 永遠不要在.h文件中定義變量；

許多程序員對定義變量和聲明變量混淆不清，定義變量和聲明變量的區別在於定義會產生內存分配的操作，是彙編階段的概念；而聲明則只是告訴包含該聲明的模塊在連接階段從其它模塊尋找外部函數和變量。如：

/*模塊1頭文件：module1.h*/
int a = 5; /* 在模塊1的.h文件中定義int a */
/*模塊１實現文件：module1 .c*/
#include “module1.h” /* 在模塊1中包含模塊1的.h文件 */
/*模塊2實現文件： module2.c*/
#include “module1.h” /* 在模塊2中包含模塊1的.h文件 */
/*模塊2 實現文件：module3 .c*/
#include “module1.h” /* 在模塊3中包含模塊1的.h文件 */
以上程序的結果是在模塊1、2、3中都定義了整型變量a，a在不同的模塊中對應不同的地址單元，這明顯不符合編寫者的本意。正確的做法是：
/*模塊1頭文件：module1.h*/
extern int a; /* 在模塊1的.h文件中聲明int a */
/*模塊１實現文件：module1 .c*/
#include “module1.h” /* 在模塊1中包含模塊1的.h文件 */
int a = 5; /* 在模塊1的.c文件中定義int a */
/*模塊2 實現文件： module2 .c*/
#include “module1.h” /* 在模塊2中包含模塊1的.h文件 */
/*模塊3 實現文件： module3 .c*/
#include “module1.h” 　 /* 在模塊3中包含模塊1的.h文件 */

這樣如果模塊1、2、3操作a的話，對應的是同一片內存單元。

規則4 如果要用其它模塊定義的變量和函數，直接包含其頭文件即可。
許多程序員喜歡這樣做，當他們要訪問其它模塊定義的變量時，他們在本模塊文件開頭添加這樣的語句：
extern int externVar;　

拋棄這種做法吧，只要頭文件按規則1完成，某模塊要訪問其它模塊中定義的全局變量時，只要包含該模塊的頭文件即可。

（4）“數組名就是指針”

許多程序員對數組名和指針的區別不甚明瞭，他們認爲數組名就是指針，而實際上數組名和指針有很大區別，在使用時要進行正確區分，其區分規則如下：

　　規則1　數組名指代一種數據結構，這種數據結構就是數組；
　　例如：
char str[10];
char *pStr = str;
cout << sizeof(str) << endl;
cout << sizeof(pStr) << endl;

　　輸出結果爲：
　10
4
　　這說明數組名str指代數據結構char[10]。

　　規則2　數組名可以轉換爲指向其指代實體的指針，而且是一個指針常量，不能作自增、自減等操作，不能被修改；
char str[10];
char *pStr = str;
str++; //編譯出錯，提示str不是左值　
pStr++; //編譯正確

　　規則3　指向數組的指針則是另外一種變量類型（在WIN32平臺下，長度爲4），僅僅意味着數組的存放地址；

　　規則4　數組名作爲函數形參時，在函數體內，其失去了本身的內涵，僅僅只是一個指針；很遺憾，在失去其內涵的同時，它還失去了其常量特性，可以作自增、自減等操作，可以被修改。
例如：
void arrayTest(char str[])
{
cout << sizeof(str) << endl;　　　//輸出指針長度
　　　 str++; //編譯正確
}
int main(int argc, char* argv[])
{
　char str1[10] = "I Love U";
　arrayTest(str1);
return 0;
}

（5）“整形變量爲32位”

整形變量是不是32位這個問題不僅與具體的CPU架構有關，而且與編譯器有關。在嵌入式系統的編程中，一般整數的位數等於CPU字長，常用的嵌入式CPU芯片的字長爲8、16、32，因而整形變量的長度可能是8、16、32。在未來64位平臺下，整形變量的長度可達到64位。

長整形變量的長度一般爲CPU字長的2倍。

在數據結構的設計中，優秀的程序員並不會這樣定義數據結構（假設爲WIN32平臺）：
typedef struct tagTypeExample
{
unsigned short x;
unsigned int y;
}TypeExample;
他們這樣定義：
#define unsigned short UINT16 //16位無符號整數
#define unsigned int UINT32 //32位無符號整數
typedef struct tagTypeExample
{
UINT16 x;
UINT32 y;
}TypeExample;

這樣定義的數據結構非常具有通用性，如果上述32平臺上的數據發送到16位平臺上接收，在16位平臺上僅僅需要修改UINT16、UINT32的定義：
#define unsigned int UINT16 //16位無符號整數
#define unsigned long UINT32 //32位無符號整數

幾乎所有的優秀軟件設計文檔都是這樣定義數據結構的。

（6）“switch和if …else…可隨意替換”

switch語句和一堆if…else…的組合雖然功能上完全一樣，但是給讀者的感受完全不一樣。if…else…的感覺是進行條件判斷，對特例進行特別處理，在邏輯上是“特殊與一般”的關係，而switch給人的感覺是多個條件的關係是並列的，事物之間不存在特殊與一般的關係，完全“對等”。
譬如：
//分別對1-10的數字進行不同的處理，用switch
switch(num)
{
case 1:
…
case 2:
…
}
//對1-10之間的數字進行特殊處理，用if
if(num < 10 && num > 1)
{
…
}
else
{
…
}

許多時候，雖然不同的代碼可實現完全相同的功能，但是給讀者的感覺是完全不同的。譬如無條件循環：
while(1)
{
}

　　有的程序員這樣寫：
for(;;)
{
}

　　這個語法沒有確切表達代碼的含義，我們從for(;;)看不出什麼，只有弄明白for(;;)在C/C++語言中意味着無條件循環才明白其意。而不懂C/C++語言的讀者看到while(1)也可猜到這是一個無條件循環。

（7）“免得麻煩，把類裏面的成員函數都搞成public算了”

許多人編C++程序的時候，都碰到這樣的情況，先前把某個成員函數定義成類的private/protected函數，後來發現又要從外面調用這個函數，就輕易地將成員函數改爲public類型的。甚至許多程序員爲了避免訪問的麻煩，乾脆把自己添加的成員函數和成員變量都定義成public類型。

殊不知，這是一種規劃的失敗。在類的設計階段，我們就要很清晰地知道，這個類的成員函數中哪些是這個類的接口，哪些屬於這個類內部的成員函數和變量。一般的準則是接口（public成員）應在滿足需求的前提下儘可能簡單！

所以不要輕易地將private/protected成員改爲public成員，真正的工作應該在規劃階段完成。
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(8)

   前面第2點是有關“程序=算法+數據結構”還是“程序 = 對象+ 消息”的辨別，個人認爲：不管語言是面向過程還是面向對象，其實所有編程語言的核心內容仍然是基於面向過程的，只不過編程思想可能發生轉變，但是具體編程代碼沒有任何變化可言！難道C++裏就不再出現“順序、分支和循環”了嗎？

   第3點是關於“好程序的問題”。我認爲初學編程的人員沒有必要上來就按照好程序的路子來寫，只要是正確的，就是好的。當編程到達一定程度之後，好程序自然就是他要考慮的問題，到時會水到渠成。除非他沒有上進心，或者願意每次都從零開始編。

   第4點是關於“數組名和指針”的內容。其實沒有必要探討“數組名是還是不是指針”，不要懷疑，兩者一定不會等同。但是在編程時如果我們在恰當的時候有意混淆兩個，那麼就會帶來編程上的方便。所以我經常和我的學生講，學習C語言，如果到了“把字符串、數組、函數、指針”“混爲一潭”的地步，C語言就學會了。刻意的追求“數組名是還是不是指針”不會對編程帶來什麼好處！

   第6點是關於switch和if。。。else之間的關係。原文可能故意比較兩個結構，本來兩者就不一樣，爲什麼非要比較呢，還不如想一想switch和if。。。else if。。。能否相互替換呢！
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