C专家编程——这不是Bug，而是语言特性

喜欢ヅ旅行 2022-06-14 12:13 218阅读 0赞

Bug是迄今为止地球上最庞大最成功的试题类型，有近百万种已知的品种，在这个方面，他比其他任何已知的生物种类的综合还要多，而且至少要多出4倍。  
在C语言中，若遇到了malloc(strlen(str)),几乎可以断定它是错误的，而malloc(strlen(str)+1)才是正确的。  
编程语言缺陷归为三类：不该做的做了，该做的没做，该做的做的不合适。简称为“多做之过”，“少做之过”，“误做之过”。  
  
  
**多做之过——语言中存在的不该存在的特性，包括switch语句，相邻字符串常量的自动连接和缺省全局作用域。**  
switch有三个缺陷，这些缺陷可以用下列程序来观察：  
1、对case可能出现的值太过放纵——语句从匹配表达式的case开始执行。  
2、它内部的任何语句都可以加上标签  
3、每个case标签后面的语句执行完毕后不会自动终止。——这称为fall through  
本着改进未来编程语言的探索精神， 让我们对C语言进行望闻问切，详细记录病例。

#include <stdio.h>
    
    
    void switch_fall_through(int);
    void switch_label(int);
    
    
    int main()
    {
        switch_fall_through(2);
        printf("分隔行\n");
        switch_fall_through(4);
        switch_label(2);
        return 0;
    }
    
    
    void switch_fall_through(int n)
    {
        int a = 0;
        switch(n)
        {
            int i = 9;
            a = 9;
        case 1:printf("1 a=%d\n", a);
        case 2:printf("2 a=%d\n", a);
        case 3:printf("3 a=%d\n", a);
        default:printf("default a=%d\n", a);
        case 4:printf("4 a=%d\n", a);
        }
    }
    
    
    void switch_label(int n)
    {   
        int i = 1;
        switch(n)
        {
        case 1+1:do_again:
        case 3:printf("LOOP %d\n", i);
            i++;
            if (i == 5)
                break;
            goto do_again;
        case 4:printf("4 \n");break;
        default:printf("default\n");break;
        }
    }

root@duyuqi-OptiPlex-380:~/workspace/ExpertC/chap02\# make  
gcc -c switch.c  
gcc -o switch switch.o  
root@duyuqi-OptiPlex-380:~/workspace/ExpertC/chap02\# ./switch  
2 a=0  
3 a=0  
default a=0  
4 a=0  
分隔行  
4 a=0  
LOOP 1  
LOOP 2  
LOOP 3  
LOOP 4  
  
  
  
  
ANSI C引入的另一个特性是相邻字符串常量将被自动合并成一个字符串。新旧对比便知端的。  
旧的风格：  
printf("Hello \\  
World\\n");  
新的风格：  
printf("Hello "  
"World\\n");  
  
  
function apple()\{/\*默认，在任何地方缺省可见\*/\}  
extern function pear()\{/\*在任何地方缺省可见,extern关键字是冗余的\*/\}//  
static function turnip()\{/\*static限制对该函数的访问，在这个文件之外不可见\*/\}  
几乎没人在函数名前添加存储类型说明的习惯，因此，多数函数都是全局可见的。  
经验表明，缺省的全局可见性被证明是有害的。软件对象在大多数情况下应该缺省的采用有限可见性。  
C语言的大范围全局可见性与其另一个特性interpositioning相互影响。  
interpostioning是用户编写和库函数同名的函数并取而代之的行为。  
  
  
  
  
**误做之过**  
C语言存在的一个问题是，它过于简洁，以致语言中有误导性质或不适当的特性。  
C语言中的符号重载（我个人认为称为“重载”不够好），就是根据上下文环境可能符号所表达的意义不一样。  
eg：static在函数内修饰变量表示变量保持延续，修饰函数表明函数只对本文件可见  
另外形如这样的符号还有：extern，void，\*，&，<，()等。  
重载存在的问题，有两个费解的语句：  
p = N \* sizeof \* q;//q前面的操作符是解除引用操作符，sizeof操作符前面的\*是乘号  
apple = sizeof (int) \*p;//\*号是乘号，良好的习惯应写成p \* sizeof(int)  
要使程序具有可读性，必须对此有所了解，养成良好习惯并加以避免。

#include <stdio.h>
    
    int main()
    {
        int p, a = 2, N = 3;
        int *q = &a;
        p = N * sizeof * q;
        int apple = sizeof(int) * p;
        printf("p=%d,apple=%d\n", p, apple);
        return 0;
    }

root@duyuqi-OptiPlex-380:~/workspace/ExpertC/chap02\# ./symbol  
p=12,apple=48  
  
注：在表达式中如果有布尔操作、算术运算、位操作等混合计算，你应该始终在适当的地方加上括号，是指清楚明了。  
大部分编程语言并未明确规定操作数计算的顺序，因此写程序是要依赖意群计算的先后次序，就不是良好的编程风格。例如：x=f()+g()\*h();就不是良好风格，  
f，g，h函数的执行顺序是不一定的，只有+和\*的顺序是一定的。

C语言中符号不正常优先级，Dennis Ritchie说，这是历史的偶然而产生的：  
.高于\*:\*p.f <=> \*(p.f)  
\[\]高于\*：int \*ap\[\] <=> int \*(ap\[\]) ap是指针数组  
()高于\*: int \*fp() <=> int \*(fp()) fp是函数  
==和!=高于位操作符：val & mask != 0 <=> val & (mask != 0)  
==和!=高于赋值符：c=getchar() != EOF <=> c=(getchar() != EOF)  
算术运算符高于移位运算符：msb << 4 + lsb <=> msb << (4+lsb)  
逗号运算符在所有运算符中优先级最低：i=1,2 <=> (i=1),2  
  
  
拖尾巴的逗号：int a\[\] = \{1, 2, 3, 4,\} 最后的逗号不是打字错误，而是从最早的C语法中继承下来的东西，存在与否都没什么意义。  
  
  
操作符的结合性：在几个操作符具有相同优先级时决定先执行哪一个。位操作符（例如|和&）具有左结合性  
int a, b=1, c=2;  
a = b = c;//所有赋值符（包括复合赋值符）都具有右结合性，a的值为2  
  
  
隐藏于C语言中的问题  
历史上一些库函数存在的问题例如，gets()现在使用fgets()代替，等等。  
  
  
  
**少做之过——空格所引起的麻烦**  
1、转义：例如，\\n 与 \\ n完全不一样，老式的字符串常量连接  
2、空格弃之不用而引起的麻烦:ANSI C的最大一口策略：如果下一个标记有超过一种的解释方案，编译器将选取能组成最长字符序列的方案。  
例如：z = y+++x;等价于z=y++ + x;  
再例如：z = y+++++x;等价于z = y++ ++ + x;编译器将显示错误。空格解决：z = y++ + ++x;  
3、ratio= \*x/\*y; /\*将被解释成注释的上半部分，从而引起问题。空格解决：ratio= \*x/ \*y;

#include <stdio.h>
    
    int main()
    {
        int z, x = 2, y = 3;
        z = y+++x;
        printf("x=%d,y=%d,z=%d\n", x, y, z);
        z = y++ + ++x; 
        printf("x=%d,y=%d,z=%d\n", x, y, z);
        return 0;
    }

root@duyuqi-OptiPlex-380:~/workspace/ExpertC/chap02\# ./blank  
x=2,y=4,z=5  
x=3,y=5,z=7  
  
  
lint程序，在Unix上早期的C语言，语言设计者做了一个明确的决定，把编译器中所有的语义检查措施都分离出来。错误检查由一个单独的程序完成，  
这个程序被称为lint。把lint程序分离出来，这是个大失误，虽然使得编译器更小、目标更为转移，但是其代价是：代码中悄然混进了大量的Bug和不可靠的编码风格。  
最好的编码原则是，使程序始终为lint\_clean（能顺利通过lint程序的检查）。这样，可以去除现有Bug，减少将来出现Bug的可能性。  
现在lint程序加入到编译器中是一大趋势，经验证明，把lint程序作为独立的工具通常意味着把lint程序束之高阁。