第6章 函数方案
函数是C /C序次的底子成效单元，其严峻性不问可知。函数方案的纤细缺陷很任意招致该函数被错用，所以光使函数的成效切确是不敷的。本章重点论述函数的接口方案和外部完成的一些规矩。
函数接口的两个要素是参数和前去值。C言语中，函数的参数和前去值的通报要拥有两种：值通报（pass by value）和指针通报（pass by pointer）。C 言语中多了援用通报（pass by reference）。因为援用通报的性质象指针通报，而应用方法却象值通报，初学者经常困惑不解，任意惹起紊乱，请先阅读6.6节“援用与指针的比较”。
6.1 参数的规矩
l 【规矩6-1-1】参数的誊录要无缺，不要贪图省事只写参数的类型而省略参数名字。假定函数没有参数，则用void填充。
比方：
void SetValue(int width, int height); // 良好的气魄气度
void SetValue(int, int); // 不良的气魄气度
float GetValue(void); // 良好的气魄气度
float GetValue(); // 不良的气魄气度
l 【规矩6-1-2】参数命名要适当，按首要公道。
比方编写字符串拷贝函数StringCopy，它有两个参数。假定把参数名字起为str1和str2，例如
void StringCopy(char *str1, char *str2);
那么我们很难搞清晰终究是把str1拷贝到str2中，仍是正好倒已往。
可以把参数名字起得更存心义，如叫strSource和strDestination。如许从名字上就可以看出应该把strSource拷贝到strDestination。
另有一个成效，这两个参数那一个该在前那一个该在后？参数的按首要遵照序次员的习气。通俗地，应将目的参数放在前面，源参数放在前面。
假定将函数声明为：
void StringCopy(char *strSource, char *strDestination);
别人在应用时可以大概会不假思量地写成如下体式格局：
char str[20];
StringCopy(str, “Hello World”); // 参数按次倒置
l 【规矩6-1-3】假定参数是指针，且仅作输入用，则应在类型前加const，以进攻该指针在函数体内被意外修改。
比方：
void StringCopy(char *strDestination，const char *strSource);
l 【规矩6-1-4】假定输入参数以值通报的方法通报东西，则宜改用“const &”方法来通报，如许可以省去临时东西的结构和析构进程，从而进步服从。
² 【发起6-1-1】进攻函数有太多的参数，参数个数尽管即便节制在5个以内。假定参数太多，在应用时任意将参数类型或按次搞错。
² 【发起6-1-2】尽管即便不要应用类型和数目不确定的参数。
C尺度库函数printf是给与不确定参数的模范代表，其原型为：
int printf(const chat *format[, argument]…);
这种气魄气度的函数在编译时损失了严格的类型安静查抄。
6.2 前去值的规矩
l 【规矩6-2-1】不要省略前去值的类型。
C言语中，凡不加类型声明的函数，不合自动按整型措置。如许做不会有什么长处，却任意被误解为void类型。
C 言语有很严格的类型安静查抄，不允许上述状况发生发火。因为C 序次可以调用C函数，为了进攻紊乱，划定规矩任何C / C函数都必需有类型。假定函数没有前去值，那么回声明为void类型。
l 【规矩6-2-2】函数名字与前去值类型在语义上弗成争论。
违犯这条规矩的模范代表是C尺度库函数getchar。
比方：
char c;
c = getchar();
if (c == EOF)
…
根据getchar名字的意思，将变量c声明为char类型是很自然的工作。但不幸的是getchar确实不是char类型，而是int类型，其原型如下：
int getchar(void);
因为c是char类型，取值规模是[-128，127]，假定宏EOF的值在char的取值规模之外，那么if语句将老是失败，这种“危害”人们通俗那处料失失！招致本例错误的责任并不在用户，是函数getchar误导了应用者。
l 【规矩6-2-3】不要将正常值和错误标志混在一起前去。正常值用输入参数取得，而错误标志用return语句前去。
回想上例，C尺度库函数的方案者为什么要将getchar声明为令人含糊的int类型呢？他会那么傻吗？
在正常状况下，getchar确实前去单个字符。但假定getchar碰到文件完毕标志或发生发火读错误，它必需前去一个标志EOF。为了区别于正常的字符，只好将EOF定义为正数（往往为负1）。是以函数getchar就成了int类型。
我们在志向任务中，经常会碰到上述令工资难的成效。为了进攻出现误解，我们应该将正常值和错误标志分隔。即：正常值用输入参数取得，而错误标志用return语句前去。
函数getchar可以改写成 BOOL GetChar(char *c);
虽然gechar比GetChar火速，比方 putchar(getchar()); 可是假定getchar用错了，它的火速性又有什么用呢？
² 【发起6-2-1】有光阴函数原来不需求前去值，但为了添加火速性如支持链式表达，可以附加前去值。
比方字符串拷贝函数strcpy的原型：
char *strcpy(char *strDest，const char *strSrc);
strcpy函数将strSrc拷贝至输入参数strDest中，同时函数的前去值又是strDest。如许做并非添枝加叶，可以取得如下火速性：
char str[20];
int length = strlen( strcpy(str, “Hello World”) );
² 【发起6-2-2】假定函数的前去值是一个东西，有些场合用“援用通报”替代“值通报”可以进步服从。而有些场合只能用“值通报”而不克不及用“援用通报”，不然会出错。
比方：
>
{…
// 赋值函数
String & operate=(const String &other);
// 相加函数，假定没有friend润饰则只许有一个右侧参数
friend String operate ( const String &s1, const String &s2);
private:
char *m_data;
}
String的赋值函数operate = 的完成如下：
String & String::operate=(const String &other)
{
if (this == &other)
return *this;
delete m_data;
m_data = new char[strlen(other.data) 1];
strcpy(m_data, other.data);
return *this; // 前去的是 *this的援用，无需拷贝进程
}
关于赋值函数，理当用“援用通报”的方法前去String东西。假定用“值通报”的方法，虽然成效仍然切确，但因为return语句要把 *this拷贝到保存前去值的外部存储单元之中，添加了不需求的开支，降低了赋值函数的服从。比方：
String a,b,c;
…
a = b; // 假定用“值通报”，将发生发火一次 *this 拷贝
a = b = c; // 假定用“值通报”，将发生发火两次 *this 拷贝
String的相加函数operate 的完成如下：
String operate (const String &s1, const String &s2)
{
String temp;
delete temp.data; // temp.data是仅含‘\0’的字符串
temp.data = new char[strlen(s1.data) strlen(s2.data) 1];
strcpy(temp.data, s1.data);
strcat(temp.data, s2.data);
return temp;
}
关于相加函数，理当用“值通报”的方法前去String东西。假定改用“援用通报”，那么函数前去值是一个指向部分东西temp的“援用”。因为temp在函数完毕时被自动废弃，将招致前去的“援用”有效。比方：
c = a b;
此时 a b 并不前去盼愿值，c什么也得不到，流下了隐患。
6.3 函数外部完成的规矩
差别成效的函数其外部完成各不相同，看起来似乎无法就“外部完成”杀青不合的不雅看法。但根据经历，我们可以在函数体的“出口处”和“出口处”从严把关，从而进步函数的质量。
l 【规矩6-3-1】在函数体的“出口处”，对参数的有效性举办查抄。
良多序次错误是由合法参数惹起的，我们应该充足清晰并切确应用“断言”（assert）来进攻此类错误。详见6.5节“应用断言”。
l 【规矩6-3-2】在函数体的“出口处”，对return语句的切确性和服从举办查抄。
假定函数有前去值，那么函数的“出口处”是return语句。我们不要轻视return语句。假定return语句写得不好，函数要么出错，要么服从低下。
垂青工作如下：
（1）return语句弗成前去指向“栈内存”的“指针”年夜体“援用”，因为该内存在函数体完毕时被自动废弃。比方
char * Func(void)
{
char str[] = “hello world”; // str的内存位于栈上
…
return str; // 将招致错误
}
（2）要搞清晰前去的终究是“值”、“指针”仍是“援用”。
（3）假定函数前去值是一个东西，要思量return语句的服从。比方
return String(s1 s2);
这是临时东西的语法，表现“确立一个临时东西并前去它”。不要感觉它与“先确立一个部分东西temp并前去它的效果”是等价的，如
String temp(s1 s2);
return temp;
素质不然，上述代码将发生发火三件事。首先，temp东西被确立，同时完成初始化；然后拷贝结构函数把temp拷贝到保存前去值的外部存储单元中；末了，temp在函数完毕时被废弃（调用析构函数）。可是“确立一个临时东西并前去它”的进程是差别的，编译器间接把临时东西确立并初始化在外部存储单元中，省去了拷贝和析构的化费，进步了服从。
近似地，我们不要将
return int(x y); // 确立一个临时变量并前去它
写成
int temp = x y;
return temp;
因为外部数据类型如int,float,double的变量不存在结构函数与析构函数，虽然该“临时变量的语法”不会进步多少服从，可是序次加倍简练易读。
6.4 别的发起
² 【发起6-4-1】函数的成效要单一，不要方案多用途的函数。
² 【发起6-4-2】函数体的规模要小，尽管即便节制在50行代码之内。
² 【发起6-4-3】尽管即便进攻函数带有“记忆”成效。相同的输入理当发生发火相同的输入。
带有“记忆”成效的函数，其行为可以大概是弗成预测的，因为它的行为可以大概取决于某种“记忆形态”。如许的函数既不易清晰又倒霉于测试和维护。在C/C 言语中，函数的static部分变量是函数的“记忆”存储器。发起尽管即便罕用static部分变量，除非必需。
² 【发起6-4-4】不光需查抄输入参数的有效性，还要查抄经过别的途径进入函数体内的变量的有效性，比方全局变量、文件句柄等。
² 【发起6-4-5】用于出错措置的前去值必定要清晰，让应用者不任意轻忽或误解错误状况。
6.5 应用断言
序次通俗分为Debug版本和Release版本，Debug版本用于外部调试，Release版本发行给用户应用。
断言assert是仅在Debug版本起感染的宏，它用于查抄“不应该”发生发火的状况。示例6-5是一个内存复制函数。在运转进程中，假定assert的参数为假，那么序次就会间断（通俗地还会出现提示对话，声明在什么中央引发了assert）。
void *memcpy(void *pvTo, const void *pvFrom, size_t size)
{
assert((pvTo != NULL) && (pvFrom != NULL)); // 应用断言
byte *pbTo = (byte *) pvTo; // 进攻变化pvTo的地址
byte *pbFrom = (byte *) pvFrom; // 进攻变化pvFrom的地址
while(size -- > 0 )
*pbTo = *pbFrom ;
return pvTo;
}
示例6-5 复制不堆叠的内存块
assert不是一个匆促拼集起来的宏。为了不在序次的Debug版本和Release版本惹起差别，assert不应该发生发火任何副感染。所以assert不是函数，而是宏。序次员可以把assert当作一个在任何零碎形态下都可以安静应用的无害测试技巧。假定序次在assert处中止了，并不是说含有该assert的函数有错误，而是调用者出了舛错，assert可以帮助我们找到发生发火错误的缘故起因。
很少有比跟踪到序次的断言，却不晓得该断言的感染更让人懊丧的事了。你化了良多光阴，不是为了拂拭错误，而只是为了弄清晰这个错误终究是什么。有的光阴，序次员偶然还会方案出有错误的断言。所以假定搞不清晰断言查抄的是什么，就很难坚决错误是出而今序次中，仍是出而今断言中。幸运的是这个成效很好管理，只需加上明了的注解即可。这本是不言而喻的工作，可是很少有序次员如许做。这比如一集体私家在丛林里，看到树上钉着一块“危害”的年夜牌子。但危害终究是什么？树要倒？有废井？有野兽？除非报告人们“危害”是什么，不然这个警告牌难以起到积极有效的感染。难以清晰的断言经常被序次员疏忽，乃至被删除。[Maguire, p8-p30]
l 【规矩6-5-1】应用断言捕获不应该发生发火的合法状况。不要搅浑合法状况与错误状况之间的区别，后者是必定存在的并且是必定要作出措置的。
l 【规矩6-5-2】在函数的出口处，应用断言查抄参数的有效性（公道性）。
l 【发起6-5-1】在编写函数时，要举办频频的调查，并临时问：“我方案做哪些假定？”一旦确定了的假定，就要应用断言对假定举办查抄。
l 【发起6-5-2】通俗教科书都鼓动序次员们举办防错方案，但要记着这种编程气魄气度可以大概会隐瞒错误。当举办防错方案时，假定“弗成以大概发生发火”的工作确实发生发火了，则要应用断言举办报警。
6.6 援用与指针的比较
援用是C 中的不雅看法，初学者任意把援用和指针搅浑一起。一下序次中，n是m的一个援用（reference），m是被援用物（referent）。
int m;
int &n = m;
n相称于m的别名（外号），对n的任何操作便是对m的操作。例若有人名叫王小毛，他的外号是“三毛”。说“三毛”怎样怎样的，实在便是对王小毛说长道短。所以n既不是m的拷贝，也不是指向m的指针，实在n便是m它自己。
援用的一些规矩如下：
（1）援用被确立的同时必需被初始化（指针则可以在任何光阴被初始化）。
（2）不克不及有NULL援用，援用必需与公道的存储单元计议关连（指针则可所以NULL）。
（3）一旦援用被初始化，就不克不及变化援用的关连（指针则可以随时变化所指的东西）。
以下示例序次中，k被初始化为i的援用。语句k = j并不克不及将k修改成为j的援用，只是把k的值转酿成为6。因为k是i的援用，所以i的值也酿成了6。
int i = 5;
int j = 6;
int &k = i;
k = j; // k和i的值都酿成了6;
上面的序次看起来象在玩翰墨游戏，没有表现出援用的价钱。援用的严峻成效是通报函数的参数和前去值。C 言语中，函数的参数和前去值的通报要拥有三种：值通报、指针通报和援用通报。
以下是“值通报”的示例序次。因为Func1函数体内的x是外部变量n的一份拷贝，变化x的值不会影响n, 所以n的值仍然是0。
void Func1(int x)
{
x = x 10;
}
…
int n = 0;
Func1(n);
cout << “n = ” << n << endl; // n = 0
以下是“指针通报”的示例序次。因为Func2函数体内的x是指向外部变量n的指针，变化该指针的内容将招致n的值变化，所以n的值成为10。
void Func2(int *x)
{
(* x) = (* x) 10;
}
…
int n = 0;
Func2(&n);
cout << “n = ” << n << endl; // n = 10
以下是“援用通报”的示例序次。因为Func3函数体内的x是外部变量n的援用，x和n是不合个东西，变化x等于变化n，所以n的值成为10。
void Func3(int &x)
{
x = x 10;
}
…
int n = 0;
Func3(n);
cout << “n = ” << n << endl; // n = 10
比较上述三个示例序次，会发明“援用通报”的性质象“指针通报”，而誊录方法象“值通报”。志向上“援用”可以做的任何工作“指针”也都可以大概做，为什么还要“援用”这东西？
谜底是“用适当的东西做恰到长处的任务”。
指针可以大概毫无约束地操作内存中的怎样东西，尽管指针成效强年夜，可是很是危害。就象一把刀，它可以用来砍树、裁纸、修指甲、剃头等等，谁敢如许用？
假定确实只需求借用一下某个东西的“别名”，那么就用“援用”，而不要用“指针”，以免发生发火意外。比如说，某人需求一份证明，原来在文件上盖上公章的印子就行了，假定把取公章的钥匙交给他，那么他就取得了不应有的权柄。
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