一、劍宗氣宗之爭

《笑傲江湖》中華山派的劍宗和氣宗之爭，可謂異常激烈。那么問題就來了，既然有劍宗氣宗之爭，到底應(yīng)該先練劍，還是先練氣呢？引申到軟件開發(fā)行業(yè)有沒劍氣之爭呢？

二、文件結(jié)構(gòu)

1、C 程序通常分為兩類文件，一種是程序的聲明稱為頭文件，以“.h”為后綴，另一種是程序的實現(xiàn)，以“.c”為后綴，一般每個c文件有個同名的h文件。

2、軟件的頭文件數(shù)目比較多，應(yīng)將頭文件和定義文件分別保存于不同的目錄，例如將頭文件保存于 include或者inc 目錄，將定義文件保存于 source 或src目錄；如果某些頭文件是私有的，它不會被用戶的程序直接引用，則沒有必要公開其“聲明”。為了加強信息隱藏，這些私有的頭文件可以和定義文件存放于同一個目錄，即私有的h文件放在src目錄。

3、在文件頭添加版權(quán)和版本的聲明等信息，主要包括版權(quán)和功能，以及修改記錄，必要時可以為整個功能文件夾單獨新建readme說明文檔。

4、為了防止頭文件被重復引用，必須用 ifndef/define/endif 結(jié)構(gòu)產(chǎn)生預處理塊。

5、頭文件中只存放“聲明”而不存放“定義”，更別提放變量，這是嚴重的錯誤。

6、用 #include <filename.h> 格式來引用標準庫的頭文件，用 #include “filename.h” 格式來引用非標準庫的頭文件（編譯器將從用戶的工作目錄開始搜索）。

7、文件可按層或者功能組件劃分不同的文件夾，便于其他人閱讀。

三、程序版式

版式雖然不會影響程序的功能，但會影響可讀性，程序的風格統(tǒng)一則是賞心悅目。

代碼排版在編碼時確實很難把握，但可以編碼完成后統(tǒng)一用工具格式化，不管編碼使用Keil/MDK、Qt等集成工具，或者純粹的代碼編輯工具Source Insight，一般都支持自定義運行可執(zhí)行文件，如Astyle。可以客制化新菜單，一鍵執(zhí)行Astyle，將代碼一鍵格式化，排版統(tǒng)一、層次分明。

Astyle官網(wǎng) http://astyle.sourceforge.net/  按要求下載安裝，只需要AStyle.exe即可。關(guān)于其使用和參數(shù)，可以再進入Documentation。對代碼基本風格，{}如何對齊、是否換行，switch-case如何排版，tab鍵占位寬度，運算符或變量前后的空格等等，基本上代碼排版涉及的方方面面都有參數(shù)說明。個人選擇的編碼參數(shù)是

--style=allman -S -U -t -n -K -p -s4 -j -q -Y -xW -xV fileName

效果如下：

//微信公眾號：嵌入式系統(tǒng)
int Foo(bool isBar)
{
    if (isBar)
    {
        bar();
        return 1;
    }
    else
    {
        return 0;
    }
}

也可以參考?? 代碼的保養(yǎng)?? 第3章。關(guān)于注釋，重要函數(shù)或段落必不可少，修改代碼同時修改相應(yīng)的注釋，以保證注釋與代碼的一致性。

四、命名規(guī)則

比較著名的命名規(guī)則當推 Microsoft 公司的“匈牙利”法，該命名規(guī)則的主要思想是“在變量和函數(shù)名中加入前綴以增進人們對程序的理解”。例如所有的字符變量均以 ch 為前綴，若是指針變量則追加前綴 p。但沒有一種命名規(guī)則可以讓所有的程序員滿意，制定一種令大多數(shù)項目成員滿意的命名規(guī)則，重點是在整個團隊和項目中貫徹實施。

事實上開發(fā)大多數(shù)基于SDK，一般底層命名規(guī)則盡量與SDK風格保持一致，至于上層就按團隊標準，個人比較傾向全部小寫字母，用下劃線分割的風格，例如 set_apn、timer_start。

不要出現(xiàn)標識符完全相同的局部變量和全局變量，盡管兩者的作用域不同而不會發(fā)生語法錯誤，但會使人誤解，全局變量也不要過于簡短。

變量的名字應(yīng)當使用“名詞”或者“形容詞＋名詞”，函數(shù)的名字應(yīng)當使用“動詞”或者“動詞＋名詞”，用正確的反義詞組命名具有互斥意義的變量或相反動作的函數(shù)等。

五、基本語句

表達式和語句都屬于C 語法基礎(chǔ)，看似簡單，但使用時隱患比較多，提供一些建議。

5.1 if

if 語句是 C 語言中最簡單、最常用的語句，然而很多程序員卻用隱含錯誤的方式，僅以不同類型的變量與零值比較為例，展開討論。

1、布爾變量與零值比較

不可將布爾變量直接與 TRUE、FALSE 或者 1、0 進行比較。根據(jù)布爾類型的語義，零值為“假”（記為 FALSE），任何非零值都是“真”（記為TRUE）。TRUE 的值究竟是什么并沒有統(tǒng)一的標準。

假設(shè)布爾變量名字為 flag，它與零值比較的標準 if 語句如下：

//微信公眾號：嵌入式系統(tǒng)
if (flag)   // 表示 flag 為真 
if (!flag)   // 表示 flag 為假

其它的用法都屬于不良風格，例如：

//錯誤范例
 if (flag == TRUE) 
 if (flag == 1 ) 
 if (flag == FALSE) 
 if (flag == 0)

2、整型變量與零值比較

整型變量用“==”或“！=”直接與 0 比較，假設(shè)整型變量的名字為 value，它與零值比較的標準 if 語句如下：

if (value == 0) 
if (value != 0)

不可模仿布爾變量的風格而寫成

//錯誤范例
if (value)   // 會讓人誤解 value 是布爾變量 
if (!value)

3、 浮點變量與零值比較

不可將浮點變量用“==”或“！=”與任何數(shù)字比較，無論是 float 還是 double 類型的變量，都有精度限制。不能將浮點變量用“==”或“！=”與數(shù)字比較，應(yīng)該設(shè)法轉(zhuǎn)化成“>=”或“<=”形式。假設(shè)浮點變量的名字為 x，應(yīng)當將

if (x == 0.0) // 隱含錯誤的比較，錯誤

轉(zhuǎn)化為

const float EPSINON = 0.00001
if ((x>=-EPSINON) && (x<=EPSINON)) 
//其中 EPSINON 是允許的誤差（即精度），即x無限趨近于0.0

4、指針變量與零值比較

指針變量用“==”或“！=”與 NULL 比較， 指針變量的零值是“空”（記為 NULL），盡管 NULL 的值與 0 相同，但是兩者意義不同。假設(shè)指針變量的名字為 p，它與零值比較的標準 if 語句如下：

if (p == NULL) // p 與 NULL 顯式比較，強調(diào) p 是指針變量 
 if (p != NULL)

不要寫成

if (p == 0)  // 容易讓人誤解 p 是整型變量 
if (p != 0) 
if (p)    // 容易讓人誤解 p 是布爾變量 
if (!p)

5.2 for

在多重循環(huán)中，如果有可能，應(yīng)當將最長的循環(huán)放在最內(nèi)層，最短的循環(huán)放在最外層，以減少 CPU 切換循環(huán)層的次數(shù)。

//不良范例
for (row=0; row<100; row++) 
{ 
 for ( col=0; col<5; col++ ) 
 { 
  sum = sum + a[row][col]; 
 } 
} 

//微信公眾號：嵌入式系統(tǒng)  較高效率
for (col=0; col<5; col++ ) 
{ 
 for (row=0; row<100; row++) 
 { 
   sum = sum + a[row][col]; 
 } 
}

5.3 switch

switch 是多分支選擇語句，而 if 語句只有兩個分支可供選擇；雖然可以用嵌套的if 語句來實現(xiàn)多分支選擇，但那樣的程序冗長難讀。這是 switch 語句存在的理由。

switch-case 即使不需要 default 處理，也應(yīng)該保留語句 default : break; 這樣做并非多此一舉，而是為了防止別人誤以為你忘了 default 處理。確實不需要break的case，務(wù)必加上注釋標明。

5.4 goto

很多人建議禁止使用 goto 語句，但實事求是地說，錯誤是程序員自己造成的，不是 goto 的過錯。goto 語句至少有一處可顯神通，它能從多重循環(huán)體中一下子跳到外面，特殊場景下可以使用，在很多if嵌套的場景，比如都有同樣的錯誤處理，或者成對操作的文件開關(guān)，或者內(nèi)存申請釋放，就比較適合goto統(tǒng)一處理。

//微信公眾號：嵌入式系統(tǒng)
//代碼只是表意，可能無法編譯
#include <stdlib.h>

void test(void)
{
    char *p1,*p2;
    p1=(char *)malloc(100);
    p1=(char *)malloc(200);

    if(0)
    {
        //do something
        goto exit;
    }
    else if(0)
    {
        //do something
        goto exit;
    }
    //do something
    //...
exit:
    free(p1);
    free(p2);
}

int main()
{
    goto_test();
    return 0;
}

對于內(nèi)存申請釋放、文件打開關(guān)閉這種成對操作，或者各種異常處理的統(tǒng)一支持場景，就比較適合goto。類似的還有do-while(0)這種語句。

關(guān)于運算優(yōu)先級，熟記運算符優(yōu)先級是比較困難的，如果代碼行中的運算符比較多，為了防止產(chǎn)生歧義并提高可讀性，全部加括號明確表達式的操作順序，雖然愚笨但是可靠。

六、常量

常量是一種標識符，它的值在運行期間恒定不變。C 語言用 #define 來定義常量（稱為宏常量），但用 const 來定義常量（稱為 const 常量）其實更佳。

#define
const float PI = 3.14159;

const 常量有數(shù)據(jù)類型，而宏常量沒有數(shù)據(jù)類型。編譯器可以對前者進行類型安全檢查,而對后者只進行字符替換，沒有類型安全檢查，并且在字符替換可能會產(chǎn)生意料不到的錯誤，所以復雜參數(shù)宏必須為每個參數(shù)加上()限制。

但也有特例

const int SIZE = 100; 
 int array[SIZE]; // 有的編譯器認為是錯誤，這就必須用define了

需要對外公開的常量放在頭文件中，不需要對外公開的常量放在定義文件的頭部。為便于管理，可以把不同模塊的常量集中存放在一個公共的頭文件中。

七、函數(shù)

函數(shù)設(shè)計的細微缺點很容易導致該函數(shù)被錯用，函數(shù)接口的兩個要素是參數(shù)和返回值，C 語言中函數(shù)的參數(shù)和返回值的傳遞方式有值傳遞（pass by value）和指針傳遞（pass by pointer）兩種。

7.1參數(shù)的規(guī)則

參數(shù)的書寫要完整，不要貪圖省事只寫參數(shù)的類型而省略參數(shù)名字，如果函數(shù)沒有參數(shù)，則用 void 填充。

void set_size(int width, int height); // 良好的風格 
void set_size(int, int); // 不良的風格 
int get_size(void); // 良好的風格 
int get_size(); // 不良的風格

參數(shù)命名要恰當，順序要合理。例如字符串拷貝函數(shù)

char *strcpy(char* dest, const char *src);

從名字上就可以看出應(yīng)該把 src 拷貝到 dest。還有一個問題，兩個參數(shù)哪個該在前哪個該在后？參數(shù)的順序要遵循程序員的習慣。一般地，應(yīng)將目的參數(shù)放在前面，源參數(shù)放在后面。

這里也說明下const的意義，如果參數(shù)僅作輸入用，則應(yīng)在類型前加 const，以防止在函數(shù)體內(nèi)被意外修改。

避免函數(shù)有太多的參數(shù)，參數(shù)個數(shù)盡量控制在 5 個以內(nèi)，如果參數(shù)太多，在使用時容易將參數(shù)類型或順序搞錯，可以定為結(jié)構(gòu)體指針，但盡量帶上參數(shù)注釋。

除了printf、sprintf標準庫或基于這類的日志輸出接口，盡量不要使用類型和數(shù)目不確定的參數(shù)。

7.2 返回值的規(guī)則

不要省略返回值的類型，默認不加類型說明的函數(shù)一律自動按整型處理。為了避免混亂，如果函數(shù)沒有返回值，應(yīng)聲明為 void 類型。

不要將正常值和錯誤標志混在一起返回。正常值用輸出參數(shù)獲得，而錯誤標志用 return 語句返回。

7.3 函數(shù)內(nèi)部實現(xiàn)的規(guī)則

不同功能的函數(shù)其內(nèi)部實現(xiàn)各不相同，看起來似乎無法就“內(nèi)部實現(xiàn)”達成一致的觀點。但根據(jù)經(jīng)驗，我們可以在函數(shù)體的“入口處”和“出口處”從嚴把關(guān)，從而提高函數(shù)的質(zhì)量。

在函數(shù)體的“入口處”，對參數(shù)的有效性進行檢查，很多程序錯誤是由非法參數(shù)引起的，我們應(yīng)該充分理解并正確使用“斷言”（assert）來防止此類錯誤。

在函數(shù)體的“出口處”，對 return 語句的正確性和效率進行檢查。如果函數(shù)有返回值，那么函數(shù)的“出口處”是 return 語句。調(diào)用處應(yīng)該盡量關(guān)注返回值，對異常進行處理

關(guān)于return的值，不可返回指向“棧內(nèi)存”的“指針，該內(nèi)存在函數(shù)體結(jié)束時被自動銷毀。例如

char * Func(void) 
 { 
  char str[] = “hello world”; // str 的內(nèi)存位于棧上 
  … 
  return str; // 將導致錯誤 
 }

盡量避免函數(shù)帶有“記憶”功能，相同的輸入應(yīng)當產(chǎn)生相同的輸出。帶有“記憶”功能的函數(shù)，其行為可能是不可預測的，因為它的行為可能取決于某種“記憶狀態(tài)”。這樣的函數(shù)既不易理解又不利于測試和維護。在 C語言中，函數(shù) 的 static 局部變量是函數(shù)的“記憶”存儲器。建議盡量少用 static 局部變量，除非必需。

7.4 斷言

程序一般分為 Debug 版本和 Release 版本，Debug 版本用于內(nèi)部調(diào)試，Release 版本發(fā)行給用戶使用。斷言 assert 是僅在 Debug 版本起作用的宏，它用于檢查“不應(yīng)該”發(fā)生的情況。在運行過程中，如果 assert 的參數(shù)為假，那么程序就會中止。

void *memcpy(void *pvTo, const void *pvFrom, size_t size) 
{ 
 assert((pvTo != NULL) && (pvFrom != NULL)); // 【使用斷言】 
 byte *pbTo = (byte *) pvTo; // 防止改變 pvTo 的地址 
 byte *pbFrom = (byte *) pvFrom; // 防止改變 pvFrom 的地址 
 while(size -- > 0 ) 
 *pbTo ++ = *pbFrom ++ ; 
 return pvTo; 
}

assert 不應(yīng)該產(chǎn)生任何副作用。所以 assert 不是函數(shù)，而是宏。可以把assert 看成一個在任何系統(tǒng)狀態(tài)下都可以安全使用的無害測試手段。如果程序在 assert處終止了，并不是說含有該 assert 的函數(shù)有錯誤，而是調(diào)用者出了差錯，assert 有助于找到發(fā)生錯誤的原因。

軟件有必要進行防錯設(shè)計，如果“不可能發(fā)生”的事情的確發(fā)生了，則要使用斷言進行報警。

八、內(nèi)存管理

C語言的內(nèi)存管理既是它的優(yōu)勢，也是劣勢。理解它的原理了才能更好的管理內(nèi)存。

8.1 內(nèi)存分配方式

內(nèi)存分配方式有三種：

1、從靜態(tài)存儲區(qū)域分配。內(nèi)存在程序編譯的時候就已經(jīng)分配好，這塊內(nèi)存在程序的整個運行期間都存在。例如全局變量，static 變量。

2、在棧上創(chuàng)建。在執(zhí)行函數(shù)時，函數(shù)內(nèi)局部變量的存儲單元都可以在棧上創(chuàng)建，函數(shù)執(zhí)行結(jié)束時這些存儲單元自動被釋放。棧內(nèi)存分配運算內(nèi)置于處理器的指令集中，效率很高，但是分配的內(nèi)存容量有限。

3、從堆上分配，亦稱動態(tài)內(nèi)存分配。程序在運行的時候用 malloc 或 new 申請任意多少的內(nèi)存，程序員自己負責在何時用 free 或 delete 釋放內(nèi)存。動態(tài)內(nèi)存的生存期由我們決定，使用非常靈活，但風險也大。

8.2 內(nèi)存錯誤及其對策

發(fā)生內(nèi)存錯誤是件非常麻煩的事情。編譯器不能自動發(fā)現(xiàn)這些錯誤，通常是在程序運行時才能捕捉到，而這些錯誤大多沒有明顯的癥狀，時隱時現(xiàn)，增加了改錯的難度。常見的內(nèi)存錯誤及其對策如下：

1、內(nèi)存分配未成功，卻使用了它

編程新手常犯這種錯誤，因為他們沒有意識到內(nèi)存分配會不成功。常用解決辦法是，在使用內(nèi)存之前檢查指針是否為 NULL。如果指針 p 是函數(shù)的參數(shù)，可在函數(shù)的入口處用 assert(p!=NULL)進行檢查，或者用 if(p==NULL) 或 if(p!=NULL)進行防錯處理。

2、內(nèi)存分配雖然成功，但是尚未初始化就引用它

犯這種錯誤主要有兩個起因：一是沒有初始化的觀念；二是誤以為內(nèi)存的缺省初值全為零，導致引用初值錯誤。內(nèi)存的缺省初值究竟是什么并沒有統(tǒng)一的標準（盡管有些時候為零值），為了安全，對分配的內(nèi)存都進行清零。

3、內(nèi)存分配成功并且已經(jīng)初始化，但操作越過了內(nèi)存的邊界

數(shù)組使用時經(jīng)常會發(fā)生下標“多 1”或“少 1”的操作。特別是在 for 循環(huán)語句中，循環(huán)次數(shù)很容易搞錯，導致數(shù)組操作越界。

4、忘記釋放內(nèi)存，造成內(nèi)存泄露

含有這種錯誤的函數(shù)每被調(diào)用一次就丟失一塊內(nèi)存。剛開始時系統(tǒng)的內(nèi)存充足，運行正常，但隨著運行時間加長，程序突然死掉，內(nèi)存耗盡。動態(tài)內(nèi)存的申請與釋放必須配對，程序中 malloc 與 free 的成對使用。

5、已經(jīng)釋放的內(nèi)存卻繼續(xù)使用它

程序中的調(diào)用關(guān)系過于復雜，邏輯順序錯誤，或者使用了指向“棧內(nèi)存”的“臨時指針，使用 free 或 delete 釋放了內(nèi)存后，務(wù)必將指針設(shè)置為 NULL，使用前判斷是否為NULL。

關(guān)于指針的使用建議，用 malloc  申請內(nèi)存之后，應(yīng)該立即檢查指針值是否為 NULL，非NULL的賦初值；使用結(jié)束后用 free 釋放，且將指針設(shè)置為 NULL，防止誤用“野指針”。對動態(tài)內(nèi)存的一些防護性操作，可以參考微信公眾號【嵌入式系統(tǒng)】的文章??動態(tài)內(nèi)存管理及防御性編程??。

8.3 指針與數(shù)組的對比

C 程序中指針和數(shù)組在不少地方可以相互替換著用，讓人產(chǎn)生一種錯覺，以 為兩者是等價的。

數(shù)組要么在靜態(tài)存儲區(qū)被創(chuàng)建（如全局數(shù)組），要么在棧上被創(chuàng)建。數(shù)組名對應(yīng)著（而不是指向）一塊內(nèi)存，其地址與容量在生命期內(nèi)保持不變，只有數(shù)組的內(nèi)容可以改變。

指針可以隨時指向任意類型的內(nèi)存塊，它的特征是“可變”，所以我們常用指針來操作動態(tài)內(nèi)存。指針遠比數(shù)組靈活，但也更危險。

下面以字符串為例比較指針與數(shù)組的特性。

1、修改內(nèi)容

字符數(shù)組 a 的容量是 6 個字符，其內(nèi)容為 hello\0。a 的內(nèi)容可以改變，如 a[0]= ‘X’。指針 p 指向常量字符串“world”（位于靜態(tài)存儲區(qū)，內(nèi)容為 world\0），常量字符串的內(nèi)容是不可以被修改的。從語法上看，編譯器并不覺得語句 p[0]= ‘X’有什么不妥，但是該語句企圖修改常量字符串的內(nèi)容而導致運行錯誤。

char a[] = “hello”; 
a[0] = ‘X’; 
cout << a << endl; 
char *p = “world”; // 注意 p 指向常量字符串 
p[0] = ‘X’; // 編譯器不能發(fā)現(xiàn)該錯誤 
cout << p << endl;

2、 內(nèi)容復制與比較

不能對數(shù)組名進行直接復制與比較，若想把數(shù)組 a 的內(nèi)容復制給數(shù)組 b，不能用語句 b = a ，否則將產(chǎn)生編譯錯誤。應(yīng)該用標準庫函數(shù) strcpy 進行復制。同理，比較 b 和 a 的內(nèi)容是否相同，不能用 if(b == a) 來判斷，應(yīng)該用標準庫函數(shù) strcmp進行比較。

語句 p = a 并不能把 a 的內(nèi)容復制指針 p，而是把 a 的地址賦給了 p。要想復制 a的內(nèi)容，可以先用庫函數(shù) malloc 為 p 申請一塊容量為 strlen(a)+1 個字符的內(nèi)存，再用 strcpy 進行字符串復制。同理，語句 if(p==a) 比較的不是內(nèi)容而是地址，應(yīng)該用庫函數(shù) strcmp 來比較。

// 數(shù)組 
 char a[] = "hello"; 
 char b[10]; 
 strcpy(b, a); // 不能用 b = a; 
 if(strcmp(b, a) == 0 )  // 不能用 if ( b ==  a) 

 // 指針
 int len = strlen(a); 
 char *p = (char *)malloc(sizeof(char)*(len+1)); 
 strcpy(p,a); // 不要用 p = a; 
 if(strcmp(p, a) == 0) // 不要用 if (p == a)

3、計算內(nèi)存容量

用運算符 sizeof 可以計算出數(shù)組的容量（字節(jié)數(shù)）。sizeof(a)的值是 12（注意別忘了’\0’）。指針 p 指向 a，但是 sizeof(p)的值卻是 4。這是因為sizeof(p)得到的是一個指針變量的字節(jié)數(shù)，相當于 sizeof(char*)，而不是 p 所指的內(nèi)存容量。/C 語言沒有辦法知道指針所指的內(nèi)存容量，只能在申請內(nèi)存時記住它。

char a[] = "hello world"; 
 char *p = a; 
 cout<< sizeof(a) << endl; // 12 字節(jié) 
 cout<< sizeof(p) << endl; // 4 字節(jié)

當數(shù)組作為函數(shù)的參數(shù)進行傳遞時，該數(shù)組自動退化為同類型的指針。不論數(shù)組 a 的容量是多少，sizeof(a)始終等于 sizeof(char *)。

void Func(char a[100]) 
 { 
    cout<< sizeof(a) << endl; // 4 字節(jié)而不是 100 字節(jié) 
}

4、指針參數(shù)是如何傳遞內(nèi)存

如果函數(shù)的參數(shù)是一個指針，不要指望用該指針去申請動態(tài)內(nèi)存。

void get_memory(char *p, int num) 
{ 
 p = (char *)malloc(sizeof(char) * num); 
} 
void test(void) 
{ 
 char *str = NULL; 
 get_memory(str, 100); // str 仍然為 NULL 
 strcpy(str, "hello"); // 運行錯誤 
}

test 函數(shù)的get_memory(str, 100) 并沒有使 str 獲得期望的內(nèi)存，str 依舊是 NULL，為什么？

問題出在函數(shù) get_memory，編譯器總是要為函數(shù)的每個參數(shù)制作臨時副本，指針參數(shù) p 的副本是 _p，編譯器使 _p = p。如果函數(shù)體內(nèi)的程序修改了_p 的內(nèi)容，就導致參數(shù) p 的內(nèi)容作相應(yīng)的修改。這就是指針可以用作輸出參數(shù)的原因。而范例中_p 申請了新的內(nèi)存，只是把_p 所指的內(nèi)存地址改變了，但是 p 絲毫未變。所以函數(shù) get_memory并不能輸出任何東西。事實上，每執(zhí)行一次 get_memory就會泄露一塊內(nèi)存，因為沒有用free 釋放內(nèi)存。

如果非得要用指針參數(shù)去申請內(nèi)存，那么應(yīng)該改用“指向指針的指針”，正確范例如下：

void get_memory2(char **p, int num) 
{ 
 *p = (char *)malloc(sizeof(char) * num); 
}
void test2(void) 
{ 
 char *str = NULL; 
 get_memory2(&str, 100); // 注意參數(shù)是 &str，而不是 str 
 strcpy(str, "hello"); 
 free(str); 
}

由于“指向指針的指針”這個概念不容易理解，可以用函數(shù)返回值來傳遞動態(tài)內(nèi)存，這種方法更加簡單。

char *get_memory3(int num) 
{ 
 char *p = (char *)malloc(sizeof(char) * num); 
 return p; 
}
void test3(void) 
{ 
 char *str = NULL; 
 str = get_memory3(100); 
 //建議增加str指針是否為NULL判斷，并清零內(nèi)容
 strcpy(str, "hello"); 
 free(str); 
}

用函數(shù)返回值來傳遞動態(tài)內(nèi)存這種方法雖然好用，但是常常有人把 return 語句用錯，不要用 return 語句返回指向“棧內(nèi)存”的指針，因為該內(nèi)存在函數(shù)結(jié)束時自動消亡，錯誤范例如下：

//錯誤范例
char *get_string(void) 
{ 
 char p[] = "hello world"; 
 return p; // 編譯器將提出警告 
} 
void test4(void) 
{ 
 char *str = NULL; 
 str = get_string(); // str 的內(nèi)容是隨機垃圾
}

執(zhí)行str = get_string()后 str 不再是 NULL 指針，但是 str 的內(nèi)容不是“hello world”而是垃圾。

char *get_string2(void) 
{ 
 char *p = "hello world"; 
 return p; 
} 
void test5(void) 
{ 
 char *str = NULL; 
 str = get_string2(); 
}

函數(shù) test5 運行雖然不會出錯，但是函數(shù) get_string2的設(shè)計概念卻是錯誤的。因為 get_string2內(nèi)的“hello world”是常量字符串，位于靜態(tài)存儲區(qū)，它在程序生命期內(nèi)恒定不變。無論什么時候調(diào)用 get_string2，它返回的始終是同一個“只讀”的內(nèi)存塊，也就是test5是無法修改str的。

5、 free 把指針怎么了

free 只是把指針所指的內(nèi)存給釋放掉，但并沒有把指針本身干掉；指針 p 被 free 以后其地址仍然不變（非 NULL），只是該地址對應(yīng)的內(nèi)存是垃圾，p 成了“野指針”。如果此時不把 p 設(shè)置為 NULL，會讓人誤以為 p 是個合法的指針。

如果程序比較長，我們有時記不住 p 所指的內(nèi)存是否已經(jīng)被釋放，在繼續(xù)使用 p 之前，通常會用語句 if (p != NULL)進行防錯處理。很遺憾，此時 if 語句起不到防錯作用，此時 p 不是 NULL 指針，但它也不指向合法的內(nèi)存塊。

char *p = (char *) malloc(100); 
strcpy(p, “hello”); 
free(p); // p 所指的內(nèi)存被釋放，但是 p 所指的地址仍然不變 

if(p != NULL) // 沒有起到防錯作用 
{ 
 strcpy(p, “world”); // 出錯 
}

6、動態(tài)內(nèi)存會被自動釋放嗎

函數(shù)體內(nèi)的局部變量在函數(shù)結(jié)束時自動消亡。

void func(void) 
{ 
 char *p = (char *) malloc(100); // 動態(tài)內(nèi)存會自動釋放嗎？ 
}

但是，變量p 是局部的指針變量，它消亡的時候并不會讓它所指的動態(tài)內(nèi)存一起完蛋。發(fā)現(xiàn)指針有一些“似是而非”的特征：

（1）指針消亡了，并不表示它所指的內(nèi)存會被自動釋放。

（2）內(nèi)存被釋放了，并不表示指針會消亡或者成了 NULL 指針。

7、杜絕“野指針”

“野指針”不是 NULL 指針，是指向“垃圾”內(nèi)存的指針。人們一般不會錯用 NULL指針，因為用 if 語句很容易判斷；但是“野指針”是很危險的，if 語句對它不起作用。“野指針”的成因主要有三種：

（1）指針變量沒有被初始化。任何指針變量剛被創(chuàng)建時不會自動成為 NULL 指針，它的缺省值是隨機的，所以，指針變量在創(chuàng)建的同時應(yīng)當被初始化。

（2）指針 p 被 free 或者 delete 之后，沒有置為 NULL，讓人誤以為 p 是個合法的指針。

（3）指針操作超越了變量的作用范圍。這種情況讓人防不勝防。

8、內(nèi)存耗盡怎么辦

如果在申請動態(tài)內(nèi)存時找不到足夠大的內(nèi)存塊，malloc 將返回 NULL 指針， 宣告內(nèi)存申請失敗。判斷指針是否為 NULL，如果是則馬上用 return 語句終止本函數(shù)，或者用 exit(1)終止整個程序的運行。如果發(fā)生“內(nèi)存耗盡”，一般說來應(yīng)用程序已經(jīng)無藥可救，嵌入式設(shè)備只能重啟了。

9、心得體會

很少有人能拍拍胸脯說通曉指針與內(nèi)存管理，越是怕指針，就越要使用指針。不會正確使用指針，肯定算不上是合格的嵌入式程序員。

九、其它編程經(jīng)驗

9.1 使用 const 提高函數(shù)的健壯性

const 是 constant 的縮寫，“恒定不變”的意思。被 const 修飾的東西都受到強制保護，可以預防意外的變動，能提高程序的健壯性。很多 C++程序設(shè)計書籍建議：“Use const whenever you need”。

1、用 const 修飾函數(shù)的參數(shù) 如果參數(shù)作輸出用，不論它是什么數(shù)據(jù)類型，都不能加 const 修飾，否則該參數(shù)將失去輸出功能。const 只能修飾輸入?yún)?shù)，如果輸入?yún)?shù)采用“指針傳遞”，那么加 const 修飾可以防止意外地改動該指針，起到保護作用。例如 strcpy函數(shù)：

char *strcpy(char* dest, const char *src);

其中 src是輸入?yún)?shù)，dest是輸出參數(shù)。給 src加上 const修飾后，如果函數(shù)體內(nèi)的語句試圖改動 src 的內(nèi)容，編譯器將指出錯誤。

2、如果輸入?yún)?shù)采用“值傳遞”，由于函數(shù)將自動產(chǎn)生臨時變量用于復制該參數(shù)，該輸入?yún)?shù)本來就無需保護，所以不要加 const 修飾。

void func1(int x) 寫成 void func1(const int x)  //const無意義

3、對于非內(nèi)部數(shù)據(jù)類型的參數(shù)而言，如 void func(A a) 這樣聲明的函數(shù)注定效率比較低，其中 A 為用戶自定義的數(shù)據(jù)類型，可以理解為大結(jié)構(gòu)。

函數(shù)體內(nèi)將產(chǎn)生 A 類型的臨時對象用于復制參數(shù) a，而臨時對象的構(gòu)造、 復制、析構(gòu)過程都將消耗時間。為了提高效率，可以將函數(shù)聲明改為:

void func(A &a)

因為“引用傳遞”僅借用一下參數(shù)的別名而已，不需要產(chǎn)生臨時對象。但是函數(shù) 存在一個缺點，“引用傳遞”有可能改變參數(shù) a，這是我們不期望的。解決這個問題很容易，加 const修飾即可，因此函數(shù)最終成為

void func(const A &a)

4、用 const 修飾函數(shù)的返回值，如果給以“指針傳遞”方式的函數(shù)返回值加 const 修飾，那么函數(shù)返回值（即指針）的內(nèi)容不能被修改，該返回值只能被賦給加 const 修飾的同類型指針。例如函數(shù)

const char * get_string(void); 
 char *str = get_string(); //出現(xiàn)編譯錯誤： 
 const char *str = get_string(); //正確的用法

9.2 提高程序的效率

程序的時間效率是指運行速度，空間效率是指程序占用內(nèi)存或者外存的狀況。

不要一味地追求程序的效率，應(yīng)當在滿足正確性、可靠性、健壯性、可讀性等質(zhì)量因素的前提下，設(shè)法提高程序的效率。

在優(yōu)化程序的效率時，應(yīng)當先找出限制效率的“瓶頸”，不要在無關(guān)緊要之處優(yōu)化。有時候時間效率和空間效率可能對立，此時應(yīng)當分析那個更重要，作出適當?shù)恼壑浴＠缍嗷ㄙM一些內(nèi)存來提高性能。

十、小結(jié)

不論劍宗、氣宗優(yōu)劣，先把功能跑通再反推代碼原理和實現(xiàn)流程，還是先理清時序和原理再編碼實現(xiàn)功能，短期內(nèi)劍宗效率高，加工資快，但后期發(fā)展有限；氣宗則面臨前期可能被淘汰，尤其在勢利的小公司，不注重新人培養(yǎng)，但前期積累，后期融會貫通，在技術(shù)方面成為權(quán)威。如果合二為一，項目緊急則拿來就用，空閑時專研總結(jié)，取長補短，則是高級程序員的素質(zhì)。