Стандарты программирования на С++. 101 правило и рекомендация

Ссылки

[Alexandrescu01] §3 • [Boost] • [Gamma95] • [Lakos96] §0.2.1, §4.6-14, §5 • [Martin96a] • [Martin96b] • [Martin98] §7 • [Martin00] • [McConnell93] §5 • [Meyers97] §46 • [Stroustrup00] §24.3.5 • [Sutter00] §26 • [Sutter02] §37 • [Sutter03]

23. Делайте заголовочные файлы самодостаточными

Резюме

Убедитесь, что каждый написанный вами заголовочный файл компилируем самостоятельно, т.е. что он включает все заголовочные файлы, от которых зависит его содержимое.

Обсуждение

Если один заголовочный файл не работает, пока не включен другой заголовочный файл, проект получается очень неуклюжим, а на пользователя возлагается дополнительная задача следить за тем, какие заголовочные файлы надо включить в исходный текст.

Раньше некоторые эксперты советовали, чтобы заголовочные файлы не включали другие заголовочные файлы из-за накладных расходов на многократное открытие и анализ заголовочных файлов, защищенных директивами препроцессоров от повторной обработки. К счастью, сейчас этот совет устарел. Многие современные компиляторы С++ распознают соответствующую защиту заголовочных файлов автоматически (см. рекомендацию 24) и просто не открывают один и тот же заголовочный файл дважды. Некоторые компиляторы используют предкомпиляцию заголовочных файлов, которая позволяет избежать анализа часто используемых заголовочных файлов.

Однако не включайте заголовочные файлы, в которых вы не нуждаетесь, так как это напрасно создает паразитные зависимости.

Для гарантии самодостаточности заголовочных файлов скомпилируйте каждый из них отдельно от других и убедитесь, что это не приводит к ошибкам или предупреждениям.

Примеры

Ряд тонких моментов возникает в связи с использованием шаблонов.

Пример 1. Зависимые имена. Шаблоны компилируются в точке, где они определены, с тем исключением, что все зависимые имена или типы не компилируются до точки инстанцирования. Это означает, что template<class T> class Widget с членом std::deque<T> не приведет к ошибке времени компиляции, даже если заголовочный файл <deque> не включен — если при этом не происходит инстанцирование Widget. Поскольку очевидно, что шаблон Widget существует для того, чтобы быть инстанцированным, его заголовочный файл должен содержать строку #include <deque>.

Пример 2. Шаблоны функций-членов и функции-члены шаблонов инстанцируются только при использовании. Предположим, что Widget не имеет члена типа std::deque<T>, но функция-член Widget с именем Transmogrify использует deque. Тогда вызывающая Widget функция может инстанцировать и использовать Widget, даже если заголовочный файл <deque> не включен — до тех пор, пока не используется функция-член Transmogrify. По умолчанию заголовочный файл Widget все же должен включать <deque>, поскольку это необходимо, по крайней мере, для некоторых пользователей Widget. В редких случаях, когда большой заголовочный файл включается только для обеспечения работоспособности нескольких редко используемых функций шаблона, следует подумать о том, чтобы сделать эти функции не членами и вынести их в отдельный заголовочный файл, включающий упомянутый большой файл (см. рекомендацию 44).

Ссылки

[Lakos96] §3.2 • [Stroustrup00] §9.2.3 • [Sutter00] §26-30 • [Vandevoorde03] §9-10

24. Используйте только внутреннюю, но не внешнюю защиту директивы #include

Резюме

Предотвращайте непреднамеренное множественное включение ваших заголовочных файлов директивой #include, используя в них защиту с уникальными именами.

Обсуждение

Каждый заголовочный файл должен использовать внутреннюю защиту директивы #include, чтобы предотвратить переопределения в случае множественного включения данного файла. Например, заголовочный файл fоо.h должен иметь такой общий вид:

#ifndef FOO_H_INCLUDED_
#define FOO_H_INCLUDED_
// ... Содержимое файла …
#endif

Обратите внимание на следующие правила при определении защиты включения.

• Используйте для защиты уникальные имена. Убедитесь, что вы используете имена, уникальные, по крайней мере, в пределах вашего приложения. Выше мы использовали одно распространенное соглашение для используемых в защите имен; имена для защиты могут включать имя приложения, а некоторые инструменты генерируют имена для защиты, содержащие случайные числа.

• Не пытайтесь хитрить. Не размещайте никакого кода или комментариев до и после защищенной части, и следуйте показанной выше стандартной форме защиты. Современные препроцессоры могут обнаружить защиту, но могут оказаться малоинтеллектуальными и ожидать кода защиты строго в начале и в конце заголовочных файлов.

Избегайте использования устаревшей внешней защиты директивы #include, рекомендуемой в некоторых старых книгах:

#ifndef FOO_H_INCLUDED_ // не рекомендуется
#include "foo.h"
#define FOO_H_INCLUDED_
#endif

Внешняя защита утомительна, устарела для современных компиляторов и ненадежна из-за необходимости согласования имен для защиты.

Исключения

В очень редких случаях заголовочный файл может быть предназначен для многократного включения.

Ссылки

[C++03, §2.1] • [Stroustrup00] §9.3.3

Функции и операторы

Если ваша процедура имеет десять параметров — вероятно, вы где-то ошиблись.

— Алан Перлис (Alan Perlis)

Функции, включая перегруженные операторы, представляют собой фундаментальные единицы работы. Как вы увидите позже в разделе "Обработка ошибок и исключения" (в частности, в рекомендации 70), это непосредственно влияет на наши рассуждения о корректности и безопасности кода.

Но давайте сначала рассмотрим некоторые фундаментальные вопросы написания функций, в том числе операторов. В частности, мы обратим особое внимание на их параметры, семантику и перегрузку.

В этом разделе наиболее важной нам представляется рекомендация 26 — "Сохраняйте естественную семантику перегруженных операторов".

25. Передача параметров по значению, (интеллектуальному) указателю или ссылке

Резюме

Вы должны четко уяснить разницу между входными, выходными параметрами и параметрами, предназначенными и для ввода, и для вывода информации, а также между передачей параметров по значению и по ссылке, и корректно их использовать.

Обсуждение

Правильный выбор способа передачи аргументов в функцию — по значению, ссылке или с использованием указателей — весьма необходимый навык, который поможет вам сделать ваш код максимально безопасным и эффективным.

Хотя эффективность не должна быть нашей главной целью (см. рекомендацию 8), при прочих равных условиях, включая понятность кода, мы не должны без крайней необходимости снижать его эффективность (см. рекомендацию 9).

Вам стоит следовать приведенным ниже рекомендациям при выборе способа передачи параметров. Вот рекомендации для входных параметров (которые передают информацию в функцию, но не возвращают ее).