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C++程序设计最佳实践(2)
中华网科技 http://tech.china.com 2005-07-20 15:15:24
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4、Minimizing Compile-time Dependencies

  有些人在编写程序时,往往喜欢将一个.h文件包含到另一个.h文件,而实践证明在做大型软件时这是一个非常不好的习惯,因这样会造成很多依赖的问题,包含较多的.h文件,别人又使用了这个class,而在他的那个工程中可能并不存在这些.h文件,这样很可能就编译不能通过。而且这样做,还可能造成很难去更新一个模块的情况。因为一个.h文件被很多模块包含的话,如果修改了此.h文件,在编译系统的时候,编译器会去寻找哪些模块依赖于某个被修改过的.h文件,那么就导致了所有包含入此.h文件的模块全都要进行重新编译。在项目比较小的时候,大家可能还感觉不到差别,但是如果说是在大型的软件系统里,你可能编译一遍源码需要七、八个小时。如果你这个.h文件被很多模块包含的话,就算在.h文件中加了一行注释,在编译时编译器检查哪些文件被改动,那么所有包含入此.h文件的模块都会被重新编译,造成巨大的时间和精力负担。对于此问题,解决的方法就是让.h文件自包含,也就是说让它包含尽量少的东西。所谓尽量少是指如删掉任何一个它包含进来的.h文件,都将无法正常进行工作。其实在很多情况下,并不需要一个.h文件去包含另一个.h文件,完全可以通过class声明来解决依赖关系的这种问题。再来看下面这个例子:
  #include "a.h" // class A
  #include "b.h" // class B
  #include "c.h" // class C
  #include "d.h" // class D
  #include "e.h" // class E
  class X : public A, private B
  {
   public:
  E SomeFunctionCall(E someParameter);
   private:
   D m_dInstance;
  };

  当类X从类A和类B中派生时,需要知道X在内存中都有哪些data,通常在内存中前面是基类的data,后面紧跟的是此派生类自身定义的data,因此就必须知道类A与类B的内部细节,要不然编译器就无法来安排内存了。但是在处理参数以及参数返回值的时候,实际上并不需要知道这些信息,在此处定义的SomeFunctionCall()只需知道E是个class就足够了,并不需要知道类E中的data如长度等的具体细节。上面的代码应该改写成如下的形式,以减少依赖关系:
  #include "a.h" // class A
  #include "b.h" // class B
  #include "c.h" // class C
  #include "d.h" // class D
  class E;
  class X : public A, private B
  {
   public:
  E SomeFunctionCall(E someParameter);
   private:
  D m_dInstance;
  };

  5、Never treat arrays polymorphically

  不要把数组和多态一起使用,请看下面的例子。
  class BST { ... };
  class BalancedBST: public BST { ... };
  void printBSTArray(ostream& s, const BST array[], int numElements)
  {
  for (int i = 0; i < numElements; ++i)
  {
   s << array[i];
  // this assumes an operator<< is defined for BST
  }
  }

  BalancedBST bBSTArray[10];
  printBSTArray(cout, bBSTArray, 10);

  数组在内存中是一个连续的内存空间,而在数组中应该如何来定位一个元素呢?过程是这样的,编译器可以知道每个数据类型的长度大小,如果数组的index是0,则会自动去取第一个元素;如果是指定了某个index,编译器则会根据此index与该数据类型的长度自动去算出该元素的位置。

  在printBSTArray()函数中,尽管传入的参数是BalancedBST类型,但由于其本来定义的类型是BST,那么它依然会根据BST来计算类型的长度。而通常派生类实例所占的内存要比基类实例所占的内存大一些,因此该程序在编译时会报错。请记住,永远不要把数组和C++的多态性放在一起使用。

  6、Prevent exceptions from leaving destructors

  析构函数中一定不要抛出异常。通常有两种情况会导致析构函数的调用,一种是当该类的对象离开了它的域,或delete表达式中一个该类对象的指针,另一种是由于异常而引起析构函数的调用。

  如果析构函数被调用是由于exception引起,而此时在析构函数中又抛出了异常,程序会立即被系统终止,甚至都来不及进行内存释放。因此如果在析构函数中抛出异常的话,就很容易混淆引起异常的原因,且这样的软件也会让用户非常恼火。由于析构函数中很可能会调用其它的一些函数,所以在写析构函数的时候一定要注意,对这些函数是否会抛出异常要非常清楚,如果会的话,就一定要小心了。比如下面这段代码:
  Session::~Session()
  {
  logDestruction(this);
  }

  比如logDestruction()函数可能会抛出异常,那么我们就应该采用下面这种代码的形式:
  Session::~Session()
  {
   try
  {
   logDestruction(this);
   }
   catch (...)
  {
   }
 }

  这样程序出错的时候不会被立即关掉,可以给用户一些其它的选择,至少先让他把目前在做的工作保存下来。

  7、Optimization:Remember the 80-20 rule

  在软件界有一个20-80法则,其实这是一个很有趣的现象,比如一个程序中20%的代码使用了该程序所占资源的80%;一个程序中20%的代码占用了总运行时间的80%;一个程序中20%的代码使用了该程序所占内存的80%;在20%的代码上面需要花费80%的维护力量,等等。这个规律还可以被继续推广下去,不过这个规律无法被证明,它是人们在实践中观察得出的结果。从这个规律出发,我们在做程序优化的时候,就有了针对性。比如想提高代码的运行速度,根据这个规律可以知道其中20%的代码占用了80%的运行时间,因此我们只要找到这20%的代码,并进行相应的优化,那么我们程序的运行速度就可以有较大的提高。再如有一个函数,占用了程序80%的运行时间,如果把这个函数的执行速度提高10倍,那么对程序整体性能的提高,影响是非常巨大的。如果有一个函数运行时间只占总时间的1%,那就算把这个函数的运行速度提高1000倍,对程序整体性能的提高也是影响不大的。所以我们的基本思想就是找到占用运行时间最大的那个函数,然后去优化它,哪怕只是改进了一点点,程序的整体性能也可以被提高很多。

  要想找出那20%的代码,我们的方法就是使用Profiler,它实际上是一些公司所开发的工具,可以检查程序中各个模块所分配内存的使用情况,以及每个函数所运行的时间等。常见的Profiler有Intel公司开发的VTune,微软公司开发的Visual Studio profiler,DevPartner from Compuware等。

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作者:太平洋电脑论坛/unknow 来源: 

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