高质量C /C编程指南 - 第11章 其他编程经验 参…

第11章 其他编程经验

11.1 使用const提高函数的健壮性
看到const关键字，C 程式员首先想到的可能是const常量。这可不是良好的条件反射。假如只知道用const定义常量，那么相当于把火药仅用于制作鞭炮。const更大的魅力是他能够修饰函数的参数、返回值，甚至函数的定义体。

const是constant的缩写，“恒定不变”的意思。被const修饰的东西都受到强制保护，能够预防意外的变动，能提高程式的健壮性。所以很多C 程式设计书籍建议：“Use const whenever you need”。

11.1.1 用const修饰函数的参数
假如参数作输出用，不论他是什么数据类型，也不论他采用“指针传递”还是“引用传递”，都不能加const修饰，否则该参数将失去输出功能。

const只能修饰输入参数：
* 假如输入参数采用“指针传递”，那么加const修饰能够防止意外地改变该指针，起到保护作用。
例如StringCopy函数：
void StringCopy(char *strDestination, const char *strSource);
其中strSource是输入参数，strDestination是输出参数。给strSource加上const修饰后，假如函数体内的语句试图改变strSource的内容，编译器将指出错误。

假如输入参数采用“值传递”，由于函数将自动产生临时变量用于复制该参数，该输入参数本来就无需保护，所以不要加const修饰。

例如不要将函数void Func1(int x) 写成void Func1(const int x)。同理不要将函数void Func2(A a) 写成void Func2(const A a)。其中A为用户自定义的数据类型。

对于非内部数据类型的参数而言，象void Func(A a) 这样声明的函数注定效率比较
底。因为函数体内将产生A类型的临时对象用于复制参数a，而临时对象的构造、复制、析构过程都将消耗时间。

为了提高效率，能够将函数声明改为void Func(A &a)，因为“引用传递”仅借用一下参数的别名而已，无需产生临时对象。但是函数void Func(A &a) 存在一个缺点：“引用传递”有可能改变参数a，这是我们不期望的。解决这个问题很容易，加const修饰即可，因此函数最终成为void Func(const A &a)。

以此类推，是否应将void Func(int x) 改写为void Func(const int &x)，以便提高效率？完全没有必要，因为内部数据类型的参数不存在构造、析构的过程，而复制也很快，“值传递”和“引用传递”的效率几乎相当。

问题是如此的缠绵，我只好将“const &”修饰输入参数的用法总结一下，如表。

对于非内部数据类型的输入参数，应该将“值传递”的方式改为“const引用传递”，目的是提高效率。例如将void Func(A a) 改为void Func(const A &a)。

对于内部数据类型的输入参数，不要将“值传递”的方式改为“const引用传递”。否则既达不到提高效率的目的，又降低了函数的可理解性。例如void Func(int x) 不应该改为void Func(const int &x)。

表11-1-1 “const &”修饰输入参数的规则

11.1.2 用const修饰函数的返回值

假如给以“指针传递”方式的函数返回值加const修饰，那么函数返回值（即指针）的内容不能被修改，该返回值只能被赋给加const修饰的同类型指针。

例如函数
const char * GetString(void);
如下语句将出现编译错误：
char *str = GetString();
正确的用法是
const char *str = GetString();

假如函数返回值采用“值传递方式”，由于函数会把返回值复制到外部临时的存储单元中，加const修饰没有任何价值。
例如不要把函数int GetInt(void) 写成const int GetInt(void)。
同理不要把函数A GetA(void) 写成const A GetA(void)，其中A为用户自定义的数据类
型。
假如返回值不是内部数据类型，将函数A GetA(void) 改写为const A & GetA(void)的确能提高效率。但此时千万千万要小心，一定要搞清楚函数究竟是想返回一个对象的“拷贝”还是仅返回“别名”就能够了，否则程式会出错。见6.2节“返回值的规则”。

函数返回值采用“引用传递”的场合并不多，这种方式一般只出现在类的赋值函数中，目的是为了实现链式表达。

例如
class A
{…
A & operate = (const A &other); // 赋值函数
};
A a, b, c; // a, b, c 为A的对象
…
a = b = c; // 正常的链式赋值
(a = b) = c; // 不正常的链式赋值，但合法

假如将赋值函数的返回值加const修饰，那么该返回值的内容不允许被改变。上例中，语句 a = b = c仍然正确，但是语句 (a = b) = c 则是非法的。

11.1.3 const成员函数
任何不会修改数据成员的函数都应该声明为const类型。假如在编写const成员函数时，不慎修改了数据成员，或调用了其他非const成员函数，编译器将指出错误，这无疑会提高程式的健壮性。

以下程式中，类stack的成员函数GetCount仅用于计数，从逻辑上讲GetCount应当为const函数。编译器将指出GetCount函数中的错误。
class Stack
{
public:
void Push(int elem);
int Pop(void);
int GetCount(void) const; // const成员函数
private:
int m_num;
int m_data[100];
};

int Stack::GetCount(void) const
{
m_num; // 编译错误，企图修改数据成员m_num
Pop(); // 编译错误，企图调用非const函数
return m_num;
}
const成员函数的声明看起来怪怪的：const关键字只能放在函数声明的尾部，大概是因为其他地方都已被占用了。

11.2 提高程式的效率
程式的时间效率是指运行速度，空间效率是指程式占用内存或外存的状况。

全局效率是指站在整个系统的角度上考虑的效率，局部效率是指站在模块或函数角度上考虑的效率。

【规则11-2-1】不要一味地追求程式的效率，应当在满足正确性、可靠性、健壮性、可读性等质量因素的前提下，设法提高程式的效率。

【规则11-2-2】以提高程式的全局效率为主，提高局部效率为辅。

【规则11-2-3】在优化程式的效率时，应当先找出限制效率的“瓶颈”，不要在无

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