【编程陷阱】编写出色C++代码：遵循的注意事项和最佳实践

SarPro

发布于 2024-02-20 13:31:15

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发布于 2024-02-20 13:31:15

文章被收录于专栏：【计网】Cisco

🕵️‍♀️1. 强制类型转换注意点

C++的格式转化和C语言不同，

静态强制类型转换 (static_cast)
动态强制类型转换 (dynamic_cast)
常量强制类型转换 (const_cast)
旧式的 C 风格转换函数

程序示例：

#include <iostream>

using namespace std;

class Base {
public:
    virtual void foo() {}
};

class Derived : public Base {
    // ...
};

int main() {
    // 静态强制类型转换
    double myDouble = 3.14;
    int myInt = static_cast<int>(myDouble);
    cout << "Static Cast: " << myInt << ", Type: " << typeid(myInt).name() << endl;

    // C语言旧式强制类型转换
    double myOldDouble = 4.56;
    int myOldInt = (int)myOldDouble;
    cout << "Old-Style Cast: " << myOldInt << ", Type: " << typeid(myOldInt).name() << endl;

    // 动态强制类型转换
    Base* basePtr = new Derived;
    Derived* derivedPtr = dynamic_cast<Derived*>(basePtr);
    if (derivedPtr) {
        cout << "Dynamic Cast: Successful, Type: " << typeid(*derivedPtr).name() << endl;
    } else {
        cout << "Dynamic Cast: Failed" << endl;
    }

    // 常量强制类型转换,使用 const_cast 移除 const 修饰符
    const int myConstInt = 42;
    int* myMutableInt = const_cast<int*>(&myConstInt);
    *myMutableInt = 99;
    cout << "Const Cast: " << *myMutableInt << ", Type: " << typeid(*myMutableInt).name() << endl;

    return 0;
}

🕵️‍♀️2. 处理字符串注意点

🌐2.1 按行获取字符串 | 字符数组 + 指针问题

🔍2.1.1 C++解决方案

按行获取字符串

对于字符数组：cin.getline(ch,MaxSize);
对于字符串：getline(cin,str);

两者使用scanf都不加&

/***字符数组***/
//输入方式一
char ch[100] = { 0 };
cin.getline(ch, sizeof(ch));

//输入方式二
char ch2[100] = { 0 };
scanf("%s", ch2);//不加&，而%c需要加&
    

/***字符串***/
//输入方式一
string s1;
getline(cin,s1);

//输入方式二
string s2[100] = { 0 };
scanf("%s", s2);//不加&，而字符串指针需要加&

指针

字符指针：不加&
字符串指针：加&

//字符指针
char str[100]="hello";
char *ptr=str;//不是char *ptr= &str;   并且*ptr指向第一个字符元素h

//字符串指针
string s1="hello";
string *p1=&s1;//不是string *p1=s1;  *p代表整个12字符串
char *p2=&s1[0];

cout<<*p1<<endl;

字符串最后一个字符为'\0'

程序示例：

#include <iostream>

using namespace std;

int main() {
    /*字符数组*/
    //输入方式一
    char ch[100] = { 0 };
    cin.getline(ch, sizeof(ch));

    //字符指针
    char *ptr=ch;//不是char *ptr= &ch;   并且*ptr指向第一个字符元素
    for(;*ptr!='\0';ptr++){
        cout<<*ptr;
    }
    cout<<endl;

    //输入方式二
    char ch2[100] = { 0 };
    scanf("%s", ch2);//不加&，而%c需要加&
    

    /*字符串*/
    //输入方式一
    string s1;
    getline(cin,s1);

    //字符串指针
    string *p1=&s1;//不是string *p1=s1;  *p代表整个12字符串
    cout<<*p1<<endl; 

    //输入方式二
    string s2[100] = { 0 };
    scanf("%s", s2);//不加&，而字符串指针需要加&

    return 0;
}

🔍2.1.2 C语言解决方案

按行获取字符串：char *fgets(char *str, int n, FILE *stream);

str 是一个指向字符数组的指针，用于存储读取的字符。
n 是要读取的最大字符数（包括终止符 \0），即字符数组的大小。
stream 是文件流指针，指定从哪个文件流中读取字符，通常可以是 stdin（标准输入）、stdout（标准输出）等。
注意str会包含换行符，需要删去换行符： str[strcspn(buffer, "\n")] = '\0';

const int MaxSize=100;
char buffer[MaxSize];
fgets(buffer, sizeof(buffer), stdin);//按行获取字符串
buffer[strcspn(buffer, "\n")] = '\0';//不能是'\n'

程序示例：

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main() {
    const int maxSize = 100;
    char buffer[maxSize];

    printf("Enter a line of text:\n");
    fgets(buffer, sizeof(buffer), stdin);//按行获取字符串
    buffer[strcspn(buffer,"\n")]='\0';//不能是'\n'

    printf("You entered: %s", buffer);

    return 0;
}

🌐2.2 获取字符串长度

最好使用

int slen=s.length();

在使用slen.直接使用s.length()造成的问题会很麻烦,

问题详见【数据结构】模式匹配之KMP算法与Bug日志

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

int main(){
    string s;
    getline(cin,s);//hello

    cout<<s.length()<<endl;//5
    //而使用s1.length报错
    
    return 0;
}

🌐2.3 字符串和字符数组的结束标志

字符串结束标志是'\0',若字符数组是以字符串形式输入，则结束标志也是'\0' 注意：

'\0'是结束标志，而不是"\0"
'\n'是换行符而不是"\n"

🕵️‍♀️3. C/C++的结构体注意点

在C语言，结构体声明和C++不同，见😎3.2 KiKi设计类继承 解决办法：C++中设计结构体不要用typedef

/*C语言*/
typedef struct Shape{
    int x,y;
}Shape;
//后续定义才能为   Shape shape;

struct Shape{
    int x,y;
};
//后续定义为   struct Shape shape;

/*C++*/
typedef struct Shape{
    int x,y;
}Shape;
//这样做导致声明了   Shape为全局变量，可能导致后续Shape类型出现问题
//,所以在C++尽量不要使用typedef  
//上述内容等价于
struct Shape {
    int x, y;
};
typedef struct Shape Shape;


struct Shape{
    int x,y;
};
//后续定义为   struct Shape shape;   或者   Shape shape;

🕵️‍♀️4. 继承注意点

🌐4.1 构造函数

派生类的构造函数，需要保证调用基类的构造【默认调用基类无参构造，如果基类创新提供了新的有参构造，则派生类的构造易出错】，见😎3.3 牛牛的书 解决办法:最好每次提供新的构造函数时都再提供一个无参的默认构造函数。

🔍4.1.1 构造函数的形参

构造函数的参数最好不要和class 的数据同名，否则需要加上this，不然出错！

#include <iostream>

using namespace std;

class Base {
    private:
    int x;
    int y;

    public:
    //构造函数
    Base(int x, int y) {
        this->x = x;//x=x is error
        this->y = y;//y=y is error
    }
    Base(){}

    int getX() {
        return x;
    }
    int getY() {
        return y;
    }
};

int main() {
    int x, y;
    cin >> x;
    cin >> y;

    Base base(x,y);
    cout<<base.getX()<<" "<<base.getY()<<endl;
    
    return 0;
}

🔍4.1.2 构造函数的继承

派生类的构造函数调用前需要调用基类的构造函数，并且派生类新增数据需要加this，否则出错。

#include <iostream>

using namespace std;

class Base {
    private:
        int x;
        int y;

    public:
        //构造函数
        Base(int x, int y) {
            this->x = x;
            this->y = y;
        }
        Base(){}

        int getX() {
            return x;
        }
        int getY() {
            return y;
        }
};

class Sub : public Base {
    private:
        int z;
        
    public:
        //构造函数
        Sub(int a, int b, int c) :Base(a, b) {//继承基类的构造
            this->z=z;//必须加this，虽然基类没有z成员
        }
        Sub():Base(){}

        int getZ() {
            return z;
        }

        int calculate() {
            return Base::getX()*Base::getY()*this->z;//调用基类数据成员需要加域  Base::
        }

};

int main() {
    int x, y, z;
    cin >> x;
    cin >> y;
    cin >> z;

    Sub sub(x, y, z);
    cout << sub.calculate() << endl;
    
    return 0;
}

🌐4.2 纯虚函数

纯虚函数：

纯虚函数本身在基类中没有具体的实现，而是在派生类中被强制要求实现。

纯虚函数的声明和定义的一般形式如下：

class AbstractBase {
public:
    virtual void A() const = 0;  // 纯虚函数声明，不是xx(){} const=0;
    virtual ~AbstractBase() {}  // 虚析构函数
};

注意：

后续派生类实现必须是

class AbstractBase {
public:
    virtual void A() const = 0;  // 纯虚函数声明，不是xx(){} const=0;
    virtual ~AbstractBase() {}  // 虚析构函数
};

class B{
    public:
    virtual void A() const{//virtual可以省略，const不能省略
    ...
    }
    ...
}

🕵️‍♀️5. 限制输出注意点

C++使用cout<<进行输出。 添加头文件#include <iomanip> + #include <iostream> 注意

输出%，则printf("%%");
setprecision、fixed会影响接下来的所有浮点数的输出，直到下个setprecision、fixed出现为止。
setprecision(2)表示精确2位，如 11.235 则输出 11 3.14 输出 3.1
要求精确到小数点后n位，使用cout<<fixed<<setprecision(n)<<value;

/*限定输出格式*/
#include <iostream>
#include <iomanip>

using namespace std;

int main()
{
    double a = 11.2345;
    cout << setprecision(2) << a << endl; // 精确输出2个，这里输出11
    cout << fixed<<setprecision(2) << a << endl; // 保留2位小数，输出11.23

    cout << setw(8) << a << endl;          // 控制输出宽度为8，右对齐（默认）
    cout << right << setw(8) << a << endl; // 控制输出宽度为8，右对齐
    cout << left << setw(8) << a << endl; // 控制输出宽度为8，左对齐
}

/*输出
11
11.23
   11.23
   11.23
11.23
*/

🕵️‍♀️6. new/delete注意点

详见：new/delete【C++笔记】

注意：使用new之后求数组大小

int maxSize;
cin>>maxSize;
int *a=new int[maxSize];
//求动态数组大小
int n=sizeof(a)/sizeof(a[0]);//error!  n===0  sizeof(a)===8

int b[5];
int n=sizeof(b)/sizeof(b[0]);//ok

new分配的大小恒等于8

#include <iostream>

using namespace std;
//Array类
class Array{
	private:
	int n;
	int *array;
	public:
	Array(int *a){
        n=sizeof(a)/sizeof(a[0]);
        cout<<"n="<<n<<endl;

		array=new int[n];
		for(int i=0;i<n;i++){
			array[i]=a[i];
		}
	}
	Array(){}
	~Array(){
		delete [] array;
	}
	
};
int main(){
	int maxSize;
	cin>>maxSize;
	int *a=new int[maxSize];
	for(int i=0;i<maxSize;i++){
		cin>>a[i];
	}
    
    int n=sizeof(a)/sizeof(a[0]);
    cout<<"n="<<n<<endl;

	Array array(a);

	return 0;
}

🕵️‍♀️7. 数组注意点

🌐7.1 数组输入

下面的示例，两种输入都正确。

#include <iostream>

using namespace std;

int main(){
    int n;
    cin>>n;

    int *a=new int[n];
    for(int i=0;i<n;i++){
        cin>>a[i];
    }

    for(int i=0;i<n;i++){
        cout<<a[i]<<" ";
    }
    
    delete [] a;
    cout<<endl;
}

🌐7.2 数组初始化

详见下面的示例

#include <iostream>

using namespace std;

//输出数组
void Disp(int *a,int n){
    for(int i=0;i<n;i++){
        cout<<a[i]<<" ";
    }
    cout<<endl;
}

int main(){
    int a[10]={1,0,2,3,6,5,4,7,8,9};
    int n=sizeof(a)/sizeof(a[0]);

    Disp(a,n);

    a={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};//报错，只能在声明+定义时这样初始化
    Disp(a,n);

    return 0;
}