软件开发的科学与艺术--写好代码的十个秘决

    本文选自由微软公司华人专家编著的《软件开发的科学与艺术》一书。全书透彻解析了微软软件开发的思想与过程。

    双手互搏, 无坚不摧

    作为一个软件开发人员，必须测试自己的程序，使得代码做得更好，更加稳定。就我个人的经验来说，如果没有测试过代码，程序就不可能正确运行。

    另外，在同一组的开发人员之间做得很多的一件事就是：别人来对你的代码进行检查，反过来你对别人的代码进行检查，这个过程不仅是希望检查的人来发现你的代码中的问题，或是你去发现别人代码中的问题，更重要的是在向别人讲解你的代码的过程中，可以发现自己遗漏的地方和问题，理顺自己思路。

    下面这段程序是我在开发Exchange Server时写的一段代码，当时写完以后我没有测试它。因为这段代码实在是太简单了，只有几行代码：取文件的长度，如果出错就返回。于是我仅仅是编译通过后就将其提交（checkin）到实际产品中了。

    结果第二天早上当我到办公室的时候，发现我的三位上司都已经铁青着脸在那里等我了。原来，整个Exchange Server都运行不起来了！因为我的这段代码被加在了Exchange Server启动代码序列中，当Server启动时，由于我这段代码的错误，一启动就失败，导致了DOA（dead on arrival）。

//

// Get file size first

//

DWORD   dwFileSize = GetFileSize（ hFile, NULL ）;

if （ dwFileSize = -1 ） {

  // what can we do ? keep silent

  ErrorTrace（0, "GetFileSize failed with %d", GetLastError（））;

  return;

}

    注：GetFileSize调用失败时将返回–1。

    这段代码的错误在于：if的判断条件写成了赋值，所以无论怎样都会出错，然后返回。

    其实改进的方法很简单：就是将-1移到前面。这样，如果你遗漏了一个“=”，编译时编译器就会发现错误。所以在if语句中，要把常量放在前面。

//

// Get file size first

//

DWORD   dwFileSize = GetFileSize（ hFile, NULL ）;

if （ -1 == dwFileSize ） {

  // what can we do ? keep silent

  ErrorTrace（0, "GetFileSize failed with %d", GetLastError（））;

  return;

}

    这件事情给我的教训是很深刻的。

    见招拆招, 滴水不漏

    错误情况（Error Case）是指那些不易重现的错误。一定要对错误情况进行处理，免得程序崩溃。其中最常出现的情况如下。

    × 内存耗尽。不要认为100 B内存很小，不会出错。因为在系统运行时，尽管我们自己的程序申请的内存很少，但是不能保证别人的程序申请的内存也很少。在开发过程中就经常出现这样的情况：别人的程序申请的内存太多，导致我的程序由于内存申请不到而崩溃了。

    × 异常。在C++中经常会出现异常，要做好处理它的准备。用过MFC的用户都知道，如果出现异常，就必须处理它，否则程序随时会崩溃。

    × 网络中断。不要以为发送一个socket都会成功。尤其是用异步socket做一些网络软件，客户端将数据包发送到服务器端时很容易出错。由于是异步，所以尽管发送方是正确的，但过一段时间接收方就可能出错，而且这种异步错误是很难检测的。有些错误可以在调试过程中借助一些手段产生出来，有些错误则是不能重现的。在错误不能重现的情况下，我们就要做一些工具，迫使错误情况出现。

    另外，在编程的过程中还应该注意：

    × 在C++的对象的构造函数中不要做一些可能会失败的操作，如内存的操作，因为在构造函数中出错后是没有方法知道的。

    × 处理错误情况时，要释放分配到的资源；接口中应该清楚地定义程序的行为，如返回状态，异常的处理等，要让调用者清楚地知道接口的定义。

    × 千万不要忽略错误，造成程序崩溃或退出。

CWInfFile::CWInfFile（） {

  m_plLines     = new TPtrList（）; // ...

  m_plSections  = new TPtrList（）; // ...

  m_ReadContext.posLine = m_plLines->end（）;

    . . .

}

    这段程序中最大的问题是MFC的new操作，如果失败了会产生异常。如果前一个new操作分配正常，而后面的new分配出错，则前一个变量的分配会导致内存的泄漏。解决的办法是：用一个try…catch语句来处理，如果出现异常，则删除变量，释放内存。

CWInfFile::CWInfFile（） {

try {

  m_plLines     = new TPtrList（）; // ...

  m_plSections  = new TPtrList（）; // ...

  m_ReadContext.posLine = m_plLines->end（）;

    . . .

} catch （ . . . ） {

   if （m_plLines） delete m_plLines;

   if （m_plSections） delete m_plSections;

 }

}

    但是，这里面还有一个问题：由于构造函数是最先执行的，如果new分配出错，就会执行delete语句，而此时变量m_plLines和m_plSections还没有初始化，若对它们进行delete操作就会出错。所以我们应该在构造函数中将其初始化。

CWInfFile::CWInfFile（） : m_plLines（NULL）, m_plSections（NULL） {

try {

  m_plLines     = new TPtrList（）; // ...

  m_plSections  = new TPtrList（）; // ...

  m_ReadContext.posLine = m_plLines->end（）;

    . . .

} catch （ . . . ） {

   if （m_plLines） delete m_plLines;

   if （m_plSections） delete m_plSections;

 }

}

    请注意，这里如果用的不是MFC，则new操作出错时就会返回NULL，而不会抛出异常，那么第三个变量的初始化就会出错。

CWInfFile::CWInfFile（） : m_plLines（NULL）, m_plSections（NULL） {

try {

  m_plLines     = new TPtrList（）; // ...

  m_plSections  = new TPtrList（）; // ...

  m_ReadContext.posLine = m_plLines->end（）;

    . . .

} catch （ . . . ） {

   if （m_plLines） delete m_plLines;

   if （m_plSections） delete m_plSections;

 }

}

    下面讲的是在构造函数中不要使用一些会失败的操作。

Class foo {

private:

    CHAR* m_pszName;

    DWORD m_cbName;

public:

    foo（CHAR* pszName）;

    CHAR* GetName（）

    {return m_pszName;}

…

};

foo::foo（CHAR* pszName）

{

    m_pszName = （BYTE*） malloc（NAME_LEN）;

    if （m_pszName == NULL） {

        return;

    }

    strcpy（m_pszName, pszName）;

    m_cbName = strlen（pszName）;

}

……

foo* pfoo = new foo（“MyName”）;

if （pfoo） {

    CHAR c = *（pfoo->GetName（））;

}

    由于在构造函数中无法返回错误码，当我们使用new操作符创建一个foo对象时，会调用其构造函数，如果malloc函数出错，构造函数就直接返回，则pfoo就没有分配值，这样在后面的程序中对pfoo的访问就会出错。因此，在构造函数中不要用一些会失败的操作。

    在下面这个改动后的版本中，构造函数中不再包含失败的成分，而是增加了一个init函数来完成内存的分配操作。在使用中先调用new函数再调用init函数，检验返回值，判断是否执行正确，有错就将其返回。

Class foo {

private:

  CHAR* m_pszName;

  DWORD m_cbName;

public:

  foo（）;

  HRESULT

  Init（CHAR* pszName）;

…

};

foo::foo（）

{

  m_cbName = 0;

  m_pszName = NULL;

}

HRESULT foo::Init（CHAR* pszName）

{

  HRESULT hr = S_OK;

  if （pszName） {

    m_cbName = lstrlen（pszName）;

    m_pszName = （CHAR*）malloc（m_cbName+1）;

    if （m_pszName == NULL） {

      hr = E_OUTOFMEMORY;

      return hr;

    }