(精品)改善程序设计技术的50个有效做法.ppt
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1、改善程序设计技术的50个有效做法第二版2002.3ScottMeyers侯捷译如何完成较好的设计如何避免常见的问题如何提高效率的一些准则不是放之四海而皆准的唯一真理C+新标准新的类型bool 有两个值true,false.typedefintbool;constboolfalse=0;constbooltrue=1;新的转型动作static_cast(expression)/将表达式expression转为type类型const_cast(expression)/将常数类型expression转为非常数类型dynamic_cast(expression)/安全向下转型见39reinterpre
2、t_cast(expression)/函数指针类型转换不常用1.尽量以const和inline取代#define#define是一个宏,只能被预处理,而不被编译,用它定义的常量甚至不被编译器看见,因此不能发现使用中的错误。用#define定义一个简单函数,必须为每一个参数加上一个括号,容易造成错误。用内联函数高效准确。defineratio1.653/编译器看不见ratio,只看见1.653/一旦出错,不会报告constdoubleratio=1.653;constchar*constname=“ScottMeyers”;/字符串常量InClass常量用静态变量类内声明,类外定义。classE
3、ngineerConstantsprivate:staticconstdoubleFactor;constdoubleEngineerConstants:Factor=1.35;2.尽量以取代scanfprintf函数不能扩充用来输入输出自定义类型的变量。cinix;coutix;可以扩展,方便得多改变旧有的改变旧有的C习惯(习惯(shifting from C to C+)1.尽量以const和inline取代#define#define 是一个宏,只能被预处理,而不被编译,用它定义的常量甚至不被编译器看见,因此不能发现使用中的错误。用#define定义一个简单函数,必须为每一个参数加上一个
4、括号,容易造成错误。用内联函数高效准确。3.尽量以new和delete取代malloc和freemalloc和free不能调用构造函数,析构函数new和delete则可。不能混用newdeletemallocfree必要用C库函数时检查是否用到malloc重新用new和delete改过。4.尽量使用C+风格的注释形式/*/要保证成对出现,不小心错一大片。/好看好读可以混合使用当心!definelight_speed3e8/m/sec(inavacum)内存管理内存管理(memory management)new隐式调用构造函数,delete隐式调用析构函数,可以重载operatornew和op
5、eratordelete.不小心运用new和delete会导致各种错误。5.使用相同形式的new和deletestring*a=newstring10;deletea;/出错deletea;/正确string*b=newstring;deleteb;/出错deleteb;/正确typedefstringaddresslines4;string*a=newaddresslines;deletea;/出错deletea;/正确不要对数组类型用typedef,不容易记住用哪一种delete6.记得在析构函数中以delete对付指针成员如果类中有指针数据成员,在每个构造函数中为指针成员配置内存,否则将
6、它初始化为0(NULL指针)。若构造函数中用new配置了内存,一定要在析构函数中用delete释放在赋值运算重载时要将原有指针的内存删除,重新分配内存。要在析构函数中删除这个指针。不要用delete删除一个未完成初始化的指针,不要删除一个未分配内存的指针。不要delete从一个类外面传来的指针。7.为内存不足的状况预作准备不能认为“检查内存是否分配成功”是多此一举。否则会出现严重后果。必须建立一个错误处理策略。当operatornew无法满足需求时,在抛出异常之前,会调用一个内存不足处理函数newhandler,这个函数由头文件提供。typedefvoid(*new_handle)();new
7、_handlerset_new_handler(new_handlerp)throw();new_handler是一个函数指针,无参,无返回值。函数set_new_handler用来配置new_handler,参数和返回值都是函数指针,new_handler类型。它确定新的new_handler函数(参数),保留旧的new_handler函数(返回)。可以自定义新的new_handler函数,用set_new_handler确认。voidnomoreMemory()cerr“Unabletosatisfyformemeoryn”abort();/exitintmain()set_new_han
8、dler(nomoreMemory);int*pBigDataArray=newint100000000;当operatornew无法配置10000000个整数空间时,系统调用nomoreMemory,然后结束。设计new_handler函数,令其完成如下任务:-让更多的内存可用。预留一块内存,new_handler第一次被调用时释放,同时发出警告。安装新的new_handler以取代自己。new_handler中调用C+标准库函数set_new_handler即可。卸载这个new_handler,返回NULL指针,并抛出bad_alloc(或其继承)类型的异常。直接调用abort或exit终
9、止程序。C+不支持不支持class中中专用的专用的new_handler,但仍可以在一个但仍可以在一个class中重载中重载operator new,和和set_new_handler函数,让它函数,让它调用特定的调用特定的new_handler函数,而不用系统给出的全局函数,而不用系统给出的全局new_handler。classXpublic:static new_handler set_new_handler(new_handler p);staticvoid*operatornew(size_tsiz);private:staticnew_handlercurrentHandler;ne
10、w_handlerX:currentHandler;/初始化为0new_handlerX:set_new_handler(new_handlerp)new_handleroldHandler=currentHandler;/保留当前new_handlercurrentHandler=p;/再设置当前new_handlerreturnoldHandler;void*X:operatornew(size_tsize)newHandlerglobalHandler=std:set_new_handler(currentHandler);/配置新new_handler保存globalHandlervo
11、id*memory;trymemory=:opratornew(size);/试分配内存catch(std:bad_alloc&)std:set_new_handler(globalHandler);/恢复原有处理方法throw;/传播异常std:set_new_handler(globalHandler):/恢复原有处理方法returnmemory;/调用一次特定处理方法,用毕恢复/应用voidnomoreMemory();X:set_new_handler(nomoreMemory);X*px1=newX;/如果内存分配失败,调用nomoreMemory()string*ps=newstr
12、ing;/如果内存分配失败,调用globalHandlerX:set_new_handler(0);X*px2=newX;/如果内存分配失败,立即抛出异常可以做一个混合风格基类允许“设定class专属new_handler”templateclassNewHandlerSupportpublic:static new_handler set_ new_handler(new_handler p);staticvoid*operatornew(size_tsiz);private:staticnew_handlercurrentHandler;templatenew_handlerNewHand
13、lerSupport:set_new_handler(new_handlerp)new_handleroldHandler=currentHandler;/保留当前new_handlercurrentHandler=p;/再设置当前new_handlerreturnoldHandler;templatevoid*NewHandlerSupport:operator new(size_t size)newHandlerglobalHandler=std:set_new_handler(currentHandler);/配置新new_handler保存globalHandlervoid*memor
14、y;trymemory=:opratornew(size);/试分配内存catch(std:bad_alloc&)std:set_new_handler(globalHandler);/恢复原有处理方法throw;/传播异常std:set_new_handler(globalHandler):/恢复原有处理方法returnmemory;new_handlerNewHandlerSupport:currentHandler;/初始化为0classX:publicNewHandlerSupport/不必声明set_new_handler和operatornew类X不必改动原有的程序代码,就可以继续
15、运作。1993年前C+要求operatornew在无法满足内存需求时返回0,新标准则是抛出一个bad_alloc类型异常。失败便转为0的传统被保留为“nothrow”不抛出异常。头文件中定义了一个nothrow对象classWidget;Widget*pw1=newWidget;/如果失败抛出std:bad_alloc异常if(pw1=0)/无效widget*wp2=new(nothrow)Widget;/如果失败,返回0if(wp2=0)/有效8.撰写operatornew和operatordelete时应遵守的公约当你有必要重载operatornew时,你的new函数的行为应该与系统原有的
16、new函数的行为保持一致。应该有正确的返回值:返回一个指针指向分配的内存。如果内存不足,抛出一个bad_alloc类型的异常。不能覆盖系统原有的new函数。/new函数的伪码void*operatornew(size_tsize)if(size=0)size=1;/将0内存需求,看成1内存需求,避免与无内存混淆while(true)/无穷循环直到内存被分配或抛出异常attempttoallocatesizebytes;if(theallocationwassuccessful)return(apointertothememory);new_handleglobalHandle=set_new_
17、handler(0)/利用NULL,找出目前的错误处理函数set_new_handler(globalHandler);/重新设定为原本的函数if(globalHandler)(*globalHandler)()elsethrowstd:bad_alloc();无穷循环可以让更多的内存可用,或安装一个不同的new_handler,或卸载new_handler,或抛出一个异常,或直接结束程序。operatornew可以被继承,但要小心,否则会导致问题classBasepublic:staticvoid*opratornew(size_tsize);;classDerived:publicBase
18、;/导出类中没有operatornew函数Derived*p=newDerived;/调用Base类中的operatornew出错这里导出类内存比基类要大。改进的办法:void*operatornew(size_tsize)if(size!=sizeof(Base)return:opratornew(size);/回到标准operatornew函数重写operatordeletevoidoperatordelete(void*rawMemory)if(rawMemory=0)return;/与C+标准delete保持一致DeallocatethememorypointedtobyrawMemo
19、ry;return;/member版classBasepublic:staticvoid*operatornew(size_tsize);static void operator delete(void*rawMemory,size_t size);voidBase:operatordelete(void*rawMemory,size_tsize);if(rawMemory=0)return;if(size!=sizeof(Base)/如果大小错误:operatordelete(rawMemory);/用标准版delete处理return;deallocatethememorypointedt
20、obyrawmeMemory;return;9.避免覆盖new的正规形式解决办法(1)再写的一个专用的operatornew函数,让它支持正规的newclassXpublic:voidf();staticvoid*operatornew(size_tsize,new_handlerp);staticvoid*operatornew(sise_tsize)return:operatornew(size);X*p1=new(specialErrorHandler)X;/调用X:operatornew(size_tsize,new_handlerp);X*p2=newX;/调用X:operatorn
21、ew(size_tsize);(2)为operatornew的每一个参数提供默认值(缺省值)10.如果写了一个operatornew不要忘记写一个operatordelete需要动态分配大量小额内存空间的应用程序,有时需要重载operatornew。classAirplaneRep;classAirplanepublic:private:AirplaneRep*rep;/唯一数据成员是指针;Airplane*p=newAirplane;/要求内存不大分配的内存比实际所需要的内存要大,这是为了delete这块内存时,系统能知道其大小。pa纪录内存大小的数据Airplane对象所需的内存为了节省内
22、存需要定制内存管理。定制内存管理。classAirplanepublic:staticvoid*operatornew(size_tsize);static void operator delete(void*deadObject,size_t size);private:unionAirplaneRep*rep;Airplane*next;/两个指针公用一个内存staticconstintBLOCK_SIZE;staticAirplane*headOfFreeList;/用链表配置一片内存,整个类只须一个链;void*Airplane:operatornew(size_tsize);if(s
23、ize!=sizeof(Airplane)return:operatornew(size);Airplane*p=headOfFreeList;/p指向链表头if(p)headOfFreeList=p-next;/表头后移,p可用elseAirplane*newBlock=static_cast(:operatornew(BLOCK_SIZE*sizeof(Airplane);for(inti=1;iBLOCKSIZE-1;+i)/保留第一块newBlocki.next=&newBlocki+1;newBlockBLOCK_SIZE-1.next=0;/置表尾p=newBlok;/p可用hea
24、dOfFreeList=&newBlock1;returnp;只有当:operatornew失败时,这里的operatornew才失败。这时:operatornew会调用new_handler直到抛出异常,因此我们不需要再写一次new_handler处理具体实现文件中要先对静态成员初始化,Airplane*Airplane:headOfFreeList;/headOfFreeList置0constintAirplane:BLOCK_SIZE=512;这个版本的operatornew可以运作良好,速度快过两个数量级。还要在Airplane类中写一个operatordeletevoidAirpla
25、ne:operatordelete(void*deadObject,size_tsize)if(deadObject=0)return;if(size!=sizeof(Airplane):operatordelete(deadObject);/与operatornew处理保持一致return;Airplane*carcass=static_cast(deadObject);carcass-next=headOfFreeList;HeadOfFreeList=carcass;如果没有定义相应的delete函数,而使用了原有的delete,结果会出现意想不到的错误,有时是严重的错误。如果用memb
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